RU2749775C1 - Agricultural harvesting machine with floating system on hydraulic cylinders with electronic control (options) - Google Patents
Agricultural harvesting machine with floating system on hydraulic cylinders with electronic control (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749775C1 RU2749775C1 RU2020121801A RU2020121801A RU2749775C1 RU 2749775 C1 RU2749775 C1 RU 2749775C1 RU 2020121801 A RU2020121801 A RU 2020121801A RU 2020121801 A RU2020121801 A RU 2020121801A RU 2749775 C1 RU2749775 C1 RU 2749775C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- cylinder
- hydraulic
- ground
- floating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D41/00—Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
- A01D41/12—Details of combines
- A01D41/14—Mowing tables
- A01D41/141—Automatic header control
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B63/00—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
- A01B63/02—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
- A01B63/10—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D41/00—Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
- A01D41/06—Combines with headers
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
- Agricultural Machines (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к машине для уборки сельскохозяйственной культуры с плавающей системой на гидравлических цилиндрах с электронным управлением для жатки на несущем тракторе. В частности, устройство, во-первых, обеспечивает конструкцию, в которой эффект статического трения, создаваемого уплотнениями цилиндра, значительно снижается для уменьшения сопротивления движению цилиндра при плавающем перемещении. Во-вторых, устройство обеспечивает динамическую систему управления, которая изменяет усилия, прикладываемые цилиндром, в ответ на перемещение жатки относительно трактора. Настоящее изобретение может использоваться во множестве различных взаимодействующих систем, таких как сеноуборочные инструменты, грабли, подборщики и т.д., но особенно применимо для валкоукладчиков или виндроуэров, в которых жатка поддерживается на тракторе валкоукладчика, и для уборочных комбайнов, в которых жатка поддерживается переходником комбайна, соединенным с наклонной камерой. При использовании для срезания сельскохозяйственной культуры во время уборки урожая жатка может использовать различные режущие системы, включая режущие аппараты, ротационные косилки или подобные режущие устройства.The present invention relates to an electronically controlled hydraulic cylinder floating crop harvesting machine for a header mounted on a carrier tractor. In particular, the device firstly provides a structure in which the static friction effect generated by the cylinder seals is significantly reduced to reduce the resistance to movement of the cylinder during floating movement. Second, the device provides a dynamic control system that changes the forces applied by the cylinder in response to the movement of the header relative to the tractor. The present invention can be used in many different interoperable systems such as hay tools, rakes, pick-ups, etc., but is particularly applicable to windrowers or windrowers in which the header is supported by the swather tractor, and to harvesters in which the header is supported by an adapter. harvester connected to the feeder chamber. When used to cut crops during harvest, the header can use a variety of cutting systems, including cutters, rotary mowers, or similar cutting devices.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND TO THE CREATION OF THE INVENTION
Большинство виндроуэров на рынке имеют гидравлическую плавающую систему для жатки. Плавающие системы такого типа подвешивают жатку на виндроуэре таким образом, что небольшая часть веса жатки поддерживается землей. Преимущества гидравлических плавающих систем такого типа включают возможность простой адаптации к широкому диапазону весов/типов жаток, возможность полной регулировки плавающей системы из кабины, небольшое количество подвижных частей, компактность, встроенные демпфирующие эффекты и хорошая репутация на рынке.Most windrowers on the market have a hydraulic floating header system. Floating systems of this type suspend the header from the windrower so that a small portion of the header weight is supported by the ground. The advantages of this type of hydraulic floating system include the ability to easily adapt to a wide range of weights / header types, the ability to fully adjust the floating system from the cab, few moving parts, compactness, built-in damping effects and a good market reputation.
Однако из-за внутреннего трения уплотнений плавающих цилиндров, эти системы обычно имеют плохую способность огибания рельефа земли, если масса, поддерживаемая землей, не является существенной, порядка 15% массы жатки. При таком уровне давления на землю (масса жатки, поддерживаемая землей) значителен износ взаимодействующих с землей компонентов. Также при столкновении с препятствием более высокое давление на землю нежелательно.However, due to internal friction on floating cylinder seals, these systems generally have poor ground bendability unless the weight supported by the ground is significant, in the order of 15% of the header weight. At this level of ground pressure (header weight supported by the ground), wear on the ground-interacting components is significant. Also, when hitting an obstacle, higher ground pressure is undesirable.
В традиционных гидравлических плавающих системах каждый из плавающих цилиндров жатки соединен с соответствующим аккумулятором, датчиком давления и клапаном регулировки давления. Клапаны регулировки давления, в свою очередь, соединены с источником гидравлического давления, например, с чувствительным к нагрузке насосом. Контроллер принимает входные сигналы от датчиков давления и выполняет регулировку клапанов регулировки давления для поддержания известного давления в контуре аккумулятора/цилиндра. Система аккумулятор/цилиндр действует, как пружина, так что, когда жатка сталкивается с препятствием и должна обойти препятствие, аккумулятор подает давление и поток в цилиндр для содействия перемещению жатки. Когда жатка должна опуститься в канаву или углубление, плавающий цилиндр подает масло обратно в аккумулятор.In traditional hydraulic floating systems, each of the header floating cylinders is connected to a corresponding accumulator, pressure transducer and pressure control valve. The pressure control valves are in turn connected to a hydraulic pressure source such as a load sensing pump. The controller takes input from the pressure sensors and adjusts the pressure control valves to maintain a known pressure in the accumulator / cylinder circuit. The accumulator / cylinder system acts like a spring, so when the header hits an obstacle and must bypass the obstacle, the accumulator will pressurize and flow into the cylinder to aid movement of the header. When the header should be lowered into a ditch or depression, the floating cylinder feeds oil back into the battery.
Компания MacDon традиционно использует пружинную плавающую систему спирального типа, которая не имеет таких ограничений трения и обычно имеет лучшую способность огибания рельефа земли. Типичная пружинная плавающая система компании MacDon может достигать давления на землю порядка 10% массы жатки, сохраняя приемлемую способность огибания рельефа земли. Пружинные плавающие системы в настоящее время используются на виндроуэрах и переходниках комбайнов компании MacDon.MacDon has traditionally used a coil-type spring flotation system that does not have these frictional constraints and usually has better ground bendability. A typical MacDon spring float system can achieve ground pressure on the order of 10% of the header weight while maintaining acceptable ground bend. Spring-loaded floating systems are currently used on MacDon windrowers and harvester adapters.
Плавающие системы для жаток обычно используют контур текучей среды, включающий в себя аккумулятор, гидравлические цилиндры и регулировочные клапаны для реализации функции плавания. Транспортные средства могут иметь один гидравлический цилиндр или по одному с каждой стороны жатки для выполнения функции подъема и плавания, или они могут иметь отдельные гидравлические цилиндры для выполнения функций подъема и плавания с возможностью независимой регулировки усилия плавания для каждой стороны жатки. Как правило, оператор выбирает желаемую настройку режима плавания путем приведения в действие кулисных переключателей; причем одно положение переключателя уменьшает усилие при контакте жатки с землей, а другое положение увеличивает усилие при контакте жатки с землей. После выбора настройки режима плавания регулировочные клапаны будут возвращаться к этому заданному условию плавания при каждом выборе режима плавания, независимо от последующих операций подъема и опускания жатки.Floating header systems typically use a fluid circuit that includes an accumulator, hydraulic cylinders, and control valves to provide float functionality. Vehicles may have one hydraulic cylinder or one on each side of the header for lifting and float functions, or they may have separate hydraulic cylinders for lifting and float functions with the ability to independently adjust float force for each side of the header. Typically, the operator selects the desired float setting by operating the rocker switches; wherein one position of the switch reduces the force when the header contacts the ground, and the other position increases the force when the header contacts the ground. Once a float mode setting is selected, the control valves will return to this float setpoint each time a float mode is selected, regardless of subsequent header raise and lower operations.
Одним аспектом настройки режима плавания, выбранной оператором, является то, что она определяет, насколько быстро жатка возвращается при управляемом ускорении или управляемом «падении» в положение контакта с землей после подъема в ответ на контакт с возвышающимся элементом рельефа. Если жатка падает слишком медленно, области поля не могут быть обработаны на желаемой высоте. Однако если жатка падает слишком быстро, жатка может сильно ударяться о землю или прокатываться по земле, что приводит к нежелательно резким или раздражающим характеристикам езды. Также в определенных условиях, например, на пересеченном рельефе, жатка может достаточно сильно ударяться о землю, что может привести к повреждению жатки и/или сельскохозяйственной культуры. Как правило, настройка режима плавания оператором будет зависеть по меньшей мере частично от скорости транспортного средства относительно земли. Как правило, при перемещении по полю с пересеченным рельефом с относительно низкой скоростью огибание рельефа может быть достигнуто при меньшем ускорении жатки по сравнению с более высокой скоростью. Таким образом, для перемещения на более низких скоростях оператор вероятнее всего будет использовать настройку режима плавания, позволяющую жатке опускаться медленнее, чем выбрано для более высокой скорости.One aspect of the float setting selected by the operator is that it determines how quickly the header returns, in controlled acceleration or controlled “fall”, to the ground contact position after lifting in response to contact with a raised terrain. If the header falls too slowly, the field areas cannot be worked at the desired height. However, if the header falls too quickly, the header may hit the ground or roll on the ground, resulting in unwanted harsh or annoying ride characteristics. Also, under certain conditions, such as rough terrain, the header can hit the ground hard enough to damage the header and / or crop. Typically, the float setting by the operator will depend at least in part on the speed of the vehicle over ground. Generally, when traveling in a rugged field at a relatively low speed, rounding can be achieved with less header acceleration than higher speed. Thus, to travel at lower speeds, the operator is more likely to use a float mode setting that allows the header to descend more slowly than selected for a higher speed.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В соответствии с первым определением изобретения предложена машина для уборки сельскохозяйственной культуры, содержащая:In accordance with the first definition of the invention, there is provided a machine for harvesting agricultural crops, comprising:
несущее транспортное средство для перемещения по земле в направлении перемещения вперед;a carrier vehicle for moving on the ground in a forward moving direction;
раму, имеющую по меньшей мере первый участок рамы и второй участок рамы;a frame having at least a first frame portion and a second frame portion;
причем каждый из первого и второго участков рамы имеет обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент, включающий в себя взаимодействующую с сельскохозяйственной культурой систему и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент для обеспечения поддерживающего усилия от земли;wherein each of the first and second portions of the frame has a crop processing component including a crop interaction system and at least one ground interaction component for providing ground support force;
причем первый участок рамы шарнирно соединен со вторым участком рамы вокруг оси, в общем параллельной направлению вперед, для поворотного перемещения второго участка рамы относительно первого участка рамы вверх и вниз;wherein the first frame portion is pivotally connected to the second frame portion about an axis generally parallel to the forward direction for pivotally moving the second frame portion up and down relative to the first frame portion;
первое поддерживающее устройство для поддержания первого участка рамы относительно транспортного средства так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента обеспечивается подъемным усилием от поддерживающего устройства, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом за счет давления на землю;a first support device for supporting the first frame portion relative to the vehicle such that a portion of the support force for balancing the weight of the crop treating component is provided by the lifting force from the support device and the remainder is provided by the ground engaging component by ground pressure;
причем первое поддерживающее устройство выполнено с возможностью поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента для плавающего перемещения первого участка рамы относительно транспортного средства вверх и вниз, причем первое поддерживающее устройство содержит по меньшей мере один первый гидравлический плавающий цилиндр и первую гидравлическую систему, содержащую гидравлическую текучую среду под давлением;wherein the first support device is configured to support the crop processing component for floating movement of the first portion of the frame relative to the vehicle up and down, the first support device comprising at least one first hydraulic floating cylinder and a first hydraulic system containing a pressurized hydraulic fluid;
второе поддерживающее устройство для поддержания второго участка рамы относительно первого участка рамы так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента на втором участке рамы обеспечивается подъемным усилием от первого участка рамы, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом второго участка рамы за счет давления на землю;a second supporting device for supporting the second frame portion relative to the first frame portion such that a portion of the supporting force for balancing the weight of the crop cultivating component in the second frame portion is provided by the lifting force from the first frame portion, and the remainder is provided by the ground engaging component of the second frame portion by ground pressure;
причем второе поддерживающее устройство выполнено с возможностью поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента для плавающего перемещения второго участка рамы относительно первого участка рамы вверх и вниз, причем второе поддерживающее устройство содержит по меньшей мере одним второй гидравлический плавающий цилиндр и вторую гидравлическую систему, содержащую гидравлическую текучую среду под давлением;wherein the second support device is configured to support the crop processing component for floating movement of the second frame portion relative to the first frame portion up and down, the second support device comprising at least one second hydraulic floating cylinder and a second hydraulic system containing a pressurized hydraulic fluid ;
и электронную систему управления для подачи сигнала управления для изменения давления по меньшей мере первой гидравлической системы и приема сообщения от по меньшей мере одного датчика связи на указанном втором поддерживающем устройстве так, что указанное поворотное перемещение второго участка рамы относительно первого участка рамы изменяет давление в первой гидравлической системе.and an electronic control system for supplying a control signal for changing the pressure of at least the first hydraulic system and receiving a message from at least one communication sensor on said second support device so that said pivotal movement of the second frame section relative to the first frame section changes the pressure in the first hydraulic system.
В соответствии со вторым определением изобретения предложена машина для уборки сельскохозяйственной культуры, содержащая:In accordance with a second definition of the invention, there is provided a machine for harvesting agricultural crops, comprising:
несущее транспортное средство для перемещения по земле в направлении перемещения вперед;a carrier vehicle for moving on the ground in a forward moving direction;
раму, имеющую по меньшей мере первый участок рамы и второй участок рамы;a frame having at least a first frame portion and a second frame portion;
причем каждый из первого и второго участков рамы имеет обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент, включающий в себя взаимодействующую с сельскохозяйственной культурой систему и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент для обеспечения поддерживающего усилия от земли;wherein each of the first and second portions of the frame has a crop processing component including a crop interaction system and at least one ground interaction component for providing ground support force;
причем первый участок рамы шарнирно соединен со вторым участком рамы вокруг оси, в общем параллельной направлению вперед, для поворотного перемещения второго участка рамы относительно первого участка рамы вверх и вниз;wherein the first frame portion is pivotally connected to the second frame portion about an axis generally parallel to the forward direction for pivotally moving the second frame portion up and down relative to the first frame portion;
первое поддерживающее устройство для поддержания первого участка рамы относительно транспортного средства так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента обеспечивается подъемным усилием от поддерживающего устройства, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом за счет давления на землю;a first support device for supporting the first frame portion relative to the vehicle such that a portion of the support force for balancing the weight of the crop treating component is provided by the lifting force from the support device and the remainder is provided by the ground engaging component by ground pressure;
причем первое поддерживающее устройство выполнено с возможностью поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента для плавающего перемещения первого участка рамы относительно транспортного средства вверх и вниз, причем первое поддерживающее устройство содержит по меньшей мере один первый гидравлический плавающий цилиндр и первую гидравлическую систему, содержащую гидравлическую текучую среду под давлением;wherein the first support device is configured to support the crop processing component for floating movement of the first portion of the frame relative to the vehicle up and down, the first support device comprising at least one first hydraulic floating cylinder and a first hydraulic system containing a pressurized hydraulic fluid;
второе поддерживающее устройство для поддержания второго участка рамы относительно первого участка рамы так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента на втором участке рамы обеспечивается подъемным усилием от первого участка рамы, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом второго участка рамы за счет давления на землю;a second supporting device for supporting the second frame portion relative to the first frame portion such that a portion of the supporting force for balancing the weight of the crop cultivating component in the second frame portion is provided by the lifting force from the first frame portion, and the remainder is provided by the ground engaging component of the second frame portion by ground pressure;
причем второе поддерживающее устройство выполнено с возможностью поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента для плавающего перемещения второго участка рамы относительно первого участка рамы вверх и вниз, причем второе поддерживающее устройство содержит по меньшей мере одним второй гидравлический плавающий цилиндр и вторую гидравлическую систему, содержащую гидравлическую текучую среду под давлением;wherein the second support device is configured to support the crop processing component for floating movement of the second frame portion relative to the first frame portion up and down, the second support device comprising at least one second hydraulic floating cylinder and a second hydraulic system containing a pressurized hydraulic fluid ;
причем первая и вторая системы подъемного давления включают в себя общий аккумулятор так, что сгибание вниз второго участка рамы подает дополнительную текучую среду в цилиндр первой гидравлической системы для приложения дополнительного подъемного давления к первому участку рамы и так, что сгибание вверх второго участка рамы извлекает текучую среду из цилиндра первой гидравлической системы для приложения уменьшенного подъемного давления к первому участку рамы;wherein the first and second lift pressure systems include a common accumulator such that downward flexion of the second frame portion supplies additional fluid to the cylinder of the first hydraulic system to apply additional lift pressure to the first frame portion, and such that upward flexion of the second frame portion extracts fluid from a cylinder of the first hydraulic system for applying a reduced lift pressure to the first portion of the frame;
и электронную систему управления для подачи сигнала управления для изменения давления по меньшей мере первой гидравлической системы.and an electronic control system for supplying a control signal for changing the pressure of at least the first hydraulic system.
Устройство, изложенное в любом из определений, может быть выполнено так, что электронная система управления принимает сообщение как от первого поддерживающего устройства, так и от второго поддерживающего устройства для изменения давления как первой, так и второй гидравлических систем.The device set forth in any of the definitions can be configured such that the electronic control system receives a message from both the first support device and the second support device for changing the pressure of both the first and second hydraulic systems.
Устройство, изложенное в любом из определений, может быть выполнено так, что датчик связи содержит датчик перемещения, реагирующий на перемещение второй поддерживающей системы.The device set forth in any of the definitions can be configured such that the communication sensor comprises a displacement sensor responsive to the movement of the second support system.
Устройство, изложенное в любом из определений, может быть выполнено так, что первый и второй гидравлические плавающие цилиндры взаимодействуют с соответствующими первым и вторым клапанными устройствами, выполненными с возможностью изменения давления в камере соответствующего цилиндра для обеспечения требуемого переменного подъемного усилия.The device set forth in any of the definitions can be configured such that the first and second hydraulic floating cylinders cooperate with corresponding first and second valve devices configured to change the pressure in the chamber of the corresponding cylinder to provide the required variable lifting force.
Устройство, изложенное в любом из определений, может быть выполнено так, что клапанное устройство имеет характеристику, заключающуюся в том, что клапанное устройство действует для поддержания давления гидравлической текучей среды в камере на постоянном значении, причем это значение зависит от сигнала управления, подаваемого на клапанное устройство, во время изменений объема камеры, вызванных перемещением поршня.The device set forth in any of the definitions can be configured such that the valve device has the characteristic that the valve device acts to maintain the pressure of the hydraulic fluid in the chamber at a constant value, this value depending on the control signal applied to the valve device during changes in the volume of the chamber caused by the movement of the piston.
Устройство, изложенное в любом из определений, может быть выполнено так, что электронная система управления для выполнения указанных временных изменений запрограммирована с возможностью ответа на сигнал перемещения от датчика перемещения, а не на изменения давления в камере, которые вызваны перемещением поршня.The device set forth in any of the definitions can be configured so that the electronic control system is programmed to perform these temporary changes to respond to a movement signal from a displacement sensor, and not to changes in pressure in the chamber caused by the movement of the piston.
В одном предпочтительном устройстве первая гидравлическая система содержит первую систему подъемного давления, выполненную с возможностью приложения давления к стороне поршня в указанном по меньшей мере одном первом цилиндре в направлении подъема обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента, причем давление определяет подъемное усилие, превышающее требуемое подъемное усилие, и первую систему прижимного давления для приложения прижимного давления в направлении опускания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента и приложения указанного давления на землю, а вторая гидравлическая система содержит вторую систему подъемного давления, выполненную с возможностью приложения давления к стороне поршня в указанном по меньшей мере одном втором цилиндре в направлении подъема обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента, причем давление определяет подъемное усилие, превышающее требуемое подъемное усилие, и вторую систему прижимного давления для приложения прижимного давления в направлении опускания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента и приложения указанного давления на землю.In one preferred arrangement, the first hydraulic system comprises a first lifting pressure system configured to apply pressure to the piston side in said at least one first cylinder in the direction of lifting of the crop treatment component, the pressure determining a lifting force in excess of the required lifting force, and the first a down pressure system for applying down pressure in the downward direction of the crop processing component and applying said pressure to the ground, and the second hydraulic system comprises a second up pressure system configured to apply pressure to the piston side in said at least one second cylinder in the up direction crop-treating component, the pressure determining the lifting force in excess of the required lifting force, and a second down pressure system for applying the down pressure pressure in the direction of lowering the crop processing component and applying said pressure to the ground.
Устройство, изложенное в любом из определений, может быть выполнено так, что первая и вторая системы подъемного давления включают в себя общий аккумулятор так, что сгибание вниз второго участка рамы подает дополнительную текучую среду в цилиндр первой гидравлической системы для приложения дополнительного подъемного давления к первому участку рамы и так, что сгибание вверх второго участка рамы извлекает текучую среду из цилиндра первой гидравлической системы для приложения уменьшенного подъемного давления к первому участку рамы.The device set forth in any of the definitions can be configured such that the first and second lift pressure systems include a common accumulator so that downward flexion of the second frame section supplies additional fluid to the cylinder of the first hydraulic system to apply additional lift pressure to the first section. the frame and so that upward flexing of the second frame portion extracts fluid from the cylinder of the first hydraulic system to apply a reduced lift pressure to the first frame portion.
Хотя устройство может использоваться на машинах множества различных типов, конструкция, в частности, предназначена для использования, когда первый участок рамы содержит центральный участок, прикрепленный к транспортному средству, а второй участок рамы содержит один из пары боковых участков, и когда транспортное средство содержит уборочный комбайн, а обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент включает в себя режущий аппарат для срезания сельскохозяйственной культуры на корню.Although the device can be used on many different types of machines, the structure is particularly intended for use when the first frame portion comprises a central portion attached to a vehicle and the second frame portion comprises one of a pair of side portions, and when the vehicle comprises a harvester and the crop processing component includes a cutter bar for stubbing the crop.
В соответствии с дополнительным определением изобретения предложена машина для уборки сельскохозяйственной культуры, содержащая:In accordance with a further definition of the invention, there is provided a crop harvesting machine comprising:
несущее транспортное средство для перемещения по земле;a carrier vehicle for moving on the ground;
обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент, включающий в себя взаимодействующую с сельскохозяйственной культурой систему и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент для обеспечения поддерживающего усилия от земли;a crop-processing component including a crop-interacting system and at least one land-interacting component for providing a supporting force from the earth;
поддерживающее устройство для поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента относительно транспортного средства для плавающего перемещения обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх и вниз так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента обеспечивается подъемным усилием от поддерживающего устройства, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом за счет давления на землю;a supporting device for supporting the cultivating component relative to the vehicle for floating movement of the cultivating component up and down so that part of the supporting force for balancing the weight of the cultivating component is provided by the lifting force from the supporting device, and the remainder is provided by the ground-interacting component behind ground pressure account;
причем поддерживающее устройство содержит:moreover, the supporting device contains:
по меньшей мере один гидравлический плавающий цилиндр, имеющий поршень, выполненный с возможностью перемещения в цилиндре так, что перемещение поршня относительно цилиндра вызывает приложение указанного подъемного усилия к обрабатывающему сельскохозяйственную культуру компоненту;at least one hydraulic floating cylinder having a piston movable in the cylinder such that movement of the piston relative to the cylinder causes said lifting force to be applied to the crop processing component;
гидравлическую систему, содержащую гидравлическую текучую среду под давлением для приложения давления к стороне поршня в указанном по меньшей мере одном цилиндре в направлении подъема обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента;a hydraulic system containing a hydraulic fluid under pressure for applying pressure to the side of the piston in the specified at least one cylinder in the direction of the rise of the crop processing component;
причем гидравлическая система при работе выполнена с возможностью обеспечения давления, определяющего подъемное усилие, превышающее требуемое подъемное усилие;moreover, the hydraulic system during operation is configured to provide a pressure that determines the lifting force in excess of the required lifting force;
и систему прижимного давления для приложения прижимного давления к обрабатывающему сельскохозяйственную культуру компоненту в направлении опускания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента и приложения указанного давления на землю;and a down pressure system for applying a down pressure to the crop treatment component in the direction of lowering the crop treatment component and applying said pressure to the ground;
в которой система прижимного давления включает в себя электронную систему управления для подачи сигнала управления для изменения прижимного давления.in which the down pressure system includes an electronic control system for providing a control signal for changing the down pressure.
Хотя в некоторых случаях гидравлическая система при работе выполнена с возможностью обеспечения давления, определяющего подъемное усилие, превышающее требуемое подъемное усилие, подъемное усилие также может быть меньше, в результате чего часть веса жатки будет поддерживаться землей, при условии, что этот вес меньше, чем конечное желаемое усилие на землю.Although in some cases the hydraulic system is operative to provide a pressure that determines the lift force in excess of the required lift, the lift may also be less, with the result that some of the header weight will be supported by the ground, provided this weight is less than the final weight. desired ground force.
Обычно машина для уборки сельскохозяйственной культуры представляет собой уборочную жатку, которая устанавливается на уборочный комбайн, но многие другие машины для уборки сельскохозяйственных культур могут использовать систему, изложенную в настоящем документе. Взаимодействующая с землей система обычно представляет собой полозковый элемент, который движется над землей для удержания режущего аппарата максимально близко к земле, но могут быть использованы другие устройства, в которых режущий аппарат удерживается поднятым.Typically, a crop harvester is a header that is mounted on a combine harvester, but many other crop harvesters can use the system outlined in this document. The ground engaging system is usually a skid member that moves above the ground to keep the cutterbar as close to the ground as possible, but other devices can be used in which the cutter bar is kept raised.
Предпочтительно электронная система управления работает на системе прижимного давления, а не на гидравлической системе, так что любые изменения давления в гидравлической системе вызваны перемещением системы, а не изменениями сигнала управления. То есть система прижимного давления не зависит от гидравлической системы, так что гидравлическое давление остается по существу неизменным, хотя изменения могут происходить из-за перемещения цилиндра, подающего текучую среду в цилиндр и из него. Обычно в гидравлическом контуре обеспечен аккумулятор для приема потока текучей среды. То есть давление из указанной гидравлической системы не изменяется в ответ на указанный сигнал датчика.Preferably, the electronic control system operates on the down pressure system rather than the hydraulic system, so that any changes in pressure in the hydraulic system are caused by movement of the system rather than changes in the control signal. That is, the down pressure system is independent of the hydraulic system so that the hydraulic pressure remains substantially unchanged, although changes may occur due to movement of the cylinder supplying fluid to and from the cylinder. Typically, an accumulator is provided in the hydraulic circuit to receive the fluid flow. That is, the pressure from the specified hydraulic system does not change in response to the specified sensor signal.
В некоторых случаях изменения давления выполняются с использованием сигнала датчика положения и сигнала датчика давления, но ТОЛЬКО для поддержания надлежащего давления в нижнем аккумуляторе для компенсации утечки, изменений температуры и т.д. То есть система не выполняет изменения этого давления, чтобы повлиять на изменения давления на землю на основе перемещения жатки.In some cases, pressure changes are made using a position sensor signal and a pressure sensor signal, but ONLY to maintain proper pressure in the lower accumulator to compensate for leaks, temperature changes, etc. That is, the system does not make changes in this pressure in order to influence changes in ground pressure based on the movement of the header.
Для работы электронной системы управления предпочтительно предусмотрен датчик, выполненный с возможностью подачи сигнала датчика в электронную систему управления в ответ на перемещение обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента при плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх и вниз, причем электронная система управления в ответ на сигнал датчика выполнена с возможностью временного изменения сигнала управления для временного изменения прижимного давления и в ответ на указанный сигнал датчика выполнена с возможностью последующего возврата к заданному значению прижимного давления. Предпочтительно электронная система управления в ответ на изменения указанного сигнала датчика выполнена с возможностью временного изменения сигнала управления для изменения прижимного усилия системы прижимного давления в ответ на обнаруженное перемещение обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента.For the operation of the electronic control system, a sensor is preferably provided, configured to supply a sensor signal to the electronic control system in response to movement of the crop processing component while floating up and down movement of the crop processing component, wherein the electronic control system in response to the sensor signal is configured temporarily changing the control signal to temporarily change the contact pressure and in response to said sensor signal is configured to subsequently return to the target pressure value. Preferably, the electronic control system, in response to changes in said sensor signal, is configured to temporarily change the control signal to change the tracking force of the tracking pressure system in response to detected movement of the crop treating component.
Предпочтительно электронная система управления выполнена с возможностью изменения давление так, что подъемное усилие от поддерживающего устройства уменьшается для приложения увеличенного усилия на землю как при плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх из промежуточного положения плавания, так и при плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вниз из промежуточного положения плавания.Preferably, the electronic control system is configured to vary the pressure such that the lifting force from the support device is reduced to apply an increased force to the ground, both when the crop treatment component floats upward from the intermediate float position, and when the crop treatment component floats downward from the intermediate float position. swimming position.
В дополнение, предпочтительно электронная система управления и указанный датчик в ответ на указанный сигнал выполнены с возможностью генерации значения, указывающего ускорение и/или скорость взаимодействующей с сельскохозяйственной культурой системы при указанном плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх и вниз, и изменения сигнала управления в ответ на значение ускорения и/или скорости.In addition, preferably, the electronic control system and said sensor, in response to said signal, are configured to generate a value indicative of the acceleration and / or speed of the crop interacting system upon said floating up and down movement of the crop processing component, and change the control signal in response by the value of acceleration and / or speed.
В предпочтительном устройстве система прижимного давления выполнена с возможностью изменения давления в гидравлической системе прижимного давления, причем гидравлическая текучая среда из гидравлической системы прижимного давления подается в цилиндр с обратной стороны поршня для противодействия подъемному давлению от гидравлической системы.In a preferred arrangement, the down pressure system is configured to vary the pressure in the down pressure hydraulic system, wherein hydraulic fluid from the down pressure hydraulic system is fed into the cylinder from the back of the piston to counter the up pressure from the hydraulic system.
В другом альтернативном варианте система прижимного давления содержит компонент, отдельный от цилиндра, выполненный с возможностью приложения прижимного усилия к подъемному звену в направлении противодействия усилию от поршня в цилиндре, создаваемому давлением от гидравлической системы. Это может быть другой цилиндр или газовый баллон, причем отдельный компонент выполнен с возможностью создания указанного прижимного усилия в ответ на давление текучей среды.In another alternative, the down pressure system comprises a component separate from the cylinder configured to apply down force to the lift link in the direction of counteracting the piston in the cylinder force generated by pressure from the hydraulic system. This could be another cylinder or a gas cylinder, the separate component being configured to generate said downforce in response to fluid pressure.
В соответствии с дополнительным определением изобретения предложена машина для уборки сельскохозяйственной культуры, содержащая:In accordance with a further definition of the invention, there is provided a crop harvesting machine comprising:
несущее транспортное средство для перемещения по земле;a carrier vehicle for moving on the ground;
обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент, включающий в себя взаимодействующую с сельскохозяйственной культурой систему, и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент для обеспечения поддерживающего усилия от земли;a crop-processing component including a crop-interacting system and at least one land-interacting component for providing a supporting force from the earth;
поддерживающее устройство для поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента обеспечивается подъемным усилием от поддерживающего устройства, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом за счет давления на землю;a supporting device for supporting the crop-treating component such that a portion of the supporting force for balancing the weight of the crop-treating component is provided by the lifting force from the supporting device, and the remainder is provided by the ground engaging component by ground pressure;
причем поддерживающее устройство выполнено с возможностью поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента для плавающего перемещения вверх и вниз относительно промежуточного положения плавания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента;moreover, the supporting device is configured to support the crop-treating component for floating movement up and down relative to the intermediate floating position of the crop-treating component;
причем поддерживающее устройство содержит:moreover, the supporting device contains:
по меньшей мере один гидравлический плавающий цилиндр;at least one hydraulic floating cylinder;
гидравлическую систему, содержащую гидравлическую текучую среду под давлением;a hydraulic system containing a pressurized hydraulic fluid;
электронную систему управления для подачи сигнала управления для изменения давления;electronic control system for supplying a control signal for changing the pressure;
причем электронная система управления выполнена с возможностью изменения давления так, что подъемное усилие от поддерживающего устройства уменьшается как при плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх из указанного промежуточного положения плавания, так и при плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вниз из указанного промежуточного положения плавания.moreover, the electronic control system is configured to change the pressure so that the lifting force from the support device is reduced both when floating the crop-treating component upward from said intermediate floating position and when floating the crop-treating component downward from said intermediate floating position.
Предпочтительно, в дополнение, электронная система управления и датчик в ответ на сигнал выполнены с возможностью генерации значения, указывающего ускорение и/или скорость взаимодействующей с сельскохозяйственной культурой системы при указанном плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх и вниз, и изменения сигнала управления в ответ на значение ускорения и/или скорости.Preferably, in addition, the electronic control system and the sensor, in response to the signal, are configured to generate a value indicative of the acceleration and / or speed of the crop-interacting system upon said floating movement of the crop-treating component up and down, and changing the control signal in response to acceleration and / or speed value.
Промежуточное положение может быть ограничено точкой или небольшой зоной, но в некоторых случаях промежуточное положение включает в себя область с каждой стороны от точки, в которой подъемное усилие поддерживается постоянным.The intermediate position may be limited to a point or a small area, but in some cases the intermediate position includes an area on either side of the point at which the lift is kept constant.
В некоторых случаях темп уменьшения подъемного усилия с одной стороны от промежуточной точки отличается от темпа с другой стороны. То есть темп уменьшения подъемного усилия при перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх может быть больше, чем при перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вниз.In some cases, the rate of decrease in lifting force on one side of the intermediate point differs from the rate on the other side. That is, the rate of decrease in lifting force when the crop-treating component is moved upward may be greater than when the crop-treating component is moved downward.
В некоторых случаях уменьшение подъемного усилия прямо или линейно пропорционально пройденному расстоянию. Однако для изменения подъемного усилия относительно расстояния, пройденного взаимодействующим с сельскохозяйственной культурой компонентом, могут быть использованы более сложные алгоритмы.In some cases, the reduction in lifting force is directly or linearly proportional to the distance traveled. However, more sophisticated algorithms can be used to vary the lifting force relative to the distance traveled by the crop interacting component.
В частности, устройство, раскрытое в настоящем документе, может предлагать машину для уборки сельскохозяйственной культуры, содержащую:In particular, the device disclosed herein can provide a crop harvesting machine comprising:
несущее транспортное средство для перемещения по земле, на которой происходит уборка урожая;a carrier vehicle for moving on the ground on which the harvest takes place;
обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент, включающий в себя взаимодействующую с сельскохозяйственной культурой систему и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент для обеспечения поддерживающего усилия от земли;a crop-processing component including a crop-interacting system and at least one land-interacting component for providing a supporting force from the earth;
поддерживающее устройство для поддержания компонента для уборки сельскохозяйственной культуры относительно транспортного средства для плавающего перемещения компонента для уборки сельскохозяйственной культуры вверх и вниз так, что часть поддерживающего усилия обеспечивается поддерживающим устройством, а часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом;a supporting device for supporting the harvesting component with respect to the vehicle for floating movement of the harvesting component up and down so that part of the supporting force is provided by the supporting device and part is provided by the ground engaging component;
причем поддерживающее устройство включает в себя по меньшей мере один гидравлический плавающий цилиндр, выполненный так, что подача гидравлической текучей среды под гидравлическим давлением в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр вызывает приложение подъемного усилия к компоненту для уборки сельскохозяйственной культуры путем перемещения указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра, причем это подъемное усилие пропорционально указанному гидравлическому давлению;wherein the supporting device includes at least one hydraulic floating cylinder configured so that the supply of hydraulic fluid under hydraulic pressure to said at least one floating cylinder causes a lifting force to be applied to the crop harvesting component by moving said at least one a floating cylinder, and this lifting force is proportional to the specified hydraulic pressure;
причем указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр содержит уплотнения цилиндра, по которым один компонент указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра скользит относительного другого компонента указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра;wherein said at least one floating cylinder comprises cylinder seals along which one component of said at least one floating cylinder slides relative to another component of said at least one floating cylinder;
источник гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр под давлением, превышающим указанное гидравлическое давление;a hydraulic fluid source for supplying hydraulic fluid to said at least one floating cylinder at a pressure greater than said hydraulic pressure;
обратную линию для указанной гидравлической текучей среды;a return line for the specified hydraulic fluid;
клапанное устройство для управления потоком и давлением указанной гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр;a valve device for controlling the flow and pressure of said hydraulic fluid from said source to said at least one floating cylinder;
причем клапанное устройство соединено с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром так, что поток текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр и из него регулируется клапанным устройством при указанном гидравлическом давлении, регулируемом клапанным устройством;moreover, the valve device is connected to the specified at least one floating cylinder so that the flow of fluid in the specified at least one floating cylinder and out of it is controlled by the valve device at the specified hydraulic pressure controlled by the valve device;
электронную систему управления для подачи сигнала управления клапанному компоненту для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала;an electronic control system for supplying a control signal to the valve component to change the specified target pressure depending on the value of the signal;
причем указанное клапанное устройство содержит:moreover, the specified valve device contains:
первое соединение с указанным источником;the first connection to the specified source;
второе соединение с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром,a second connection with said at least one floating cylinder,
третье соединение для выпуска указанной гидравлической текучей среды в указанную обратную линию;a third connection for discharging said hydraulic fluid into said return line;
и клапанный компонент, выполненный с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра в указанную обратную линию для поддержания указанного гидравлического давления в указанном по меньшей мере одном плавающем цилиндре на заданном значении, установленном в зависимости от указанного сигнала управления от указанной системы управления;and a valve component configured to control the flow of hydraulic fluid from said source to said at least one floating cylinder and flow of hydraulic fluid from said at least one floating cylinder to said return line to maintain said hydraulic pressure in said at least one floating cylinder at a predetermined value set depending on the specified control signal from the specified control system;
и устройство, вызывающее относительное возвратно-поступательное перемещение в режиме переменных волн между указанным одним компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра и указанным другим компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра.and a device for causing a relative reciprocating motion in alternating wave mode between said one component of said at least one floating cylinder and said other component of said at least one floating cylinder.
Задача заключается в том, чтобы режим переменных волн предпочтительно имел амплитуду, достаточную для предотвращения статического фрикционного взаимодействия уплотнений с компонентом, для поддержания перемещения между компонентами на указанных уплотнениях цилиндра с целью снижения статического трения. Амплитуда, необходимая для этого, может изменяться в зависимости от давления в цилиндре и веса жатки и может быть легко определена специалистом в данной области техники. Рассматриваемое уплотнение или уплотнения обычно представляют собой уплотнения на стенке цилиндра на головке поршня и/или на головке цилиндра на поршневом штоке. В некоторых случаях цилиндры могут использоваться при отсутствии уплотнения на штоке. Разумеется, также могут быть обеспечены другие конструкции. Действие, при котором уплотнение освобождается от другого компонента, может требовать фактического перемещения уплотнения вдоль поверхности или может требовать только сгибания этого уплотнения так, что его поверхность выходит из контакта с неподвижным участком поверхности компонента. В любом случае может быть определено, что величина усилия, необходимого для перемещения компонентов в ответ на сигнал управления, может снижаться до величины порядка 10% от нормального значения, когда переменный сигнал не применяется.The objective is that the alternating wave mode preferably has an amplitude sufficient to prevent static frictional interaction of the seals with the component, to maintain movement between the components on said cylinder seals in order to reduce static friction. The amplitude required for this can vary depending on cylinder pressure and header weight and can be easily determined by a person skilled in the art. The seal or seals in question are usually seals on the cylinder wall on the piston head and / or on the cylinder head on the piston rod. In some cases, cylinders can be used without a seal on the stem. Of course, other designs can also be provided. The act of releasing the seal from another component may require actual movement of the seal along the surface, or may only require bending the seal so that its surface is out of contact with a stationary portion of the component surface. In either case, it can be determined that the amount of force required to move the components in response to the control signal can be reduced to about 10% of the normal value when the alternating signal is not applied.
Предпочтительно режим переменных волн имеет частоту в диапазоне от 5 до 15 Гц.Preferably, the variable wave mode has a frequency in the range of 5 to 15 Hz.
Предпочтительно относительное возвратно-поступательное перемещение обеспечивается сигналом в режиме переменных волн, подаваемым указанной электронной системой управления указанному клапанному устройству для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала. Однако перемещение может быть обеспечено изменениями давления текучей среды, подаваемой в цилиндр, создаваемыми компонентом, отличным от клапана. Могут быть обеспечены различные источники для изменений давления, включая механические компоненты. Также для обеспечения переменного давления текучей среды могут быть использованы другие компоненты на жатке, которые создают давление текучей среды.Preferably, the relative reciprocating motion is provided by an alternating waveform signal supplied by said electronic control system to said valve device to vary said target pressure as a function of the signal value. However, movement can be provided by changes in the pressure of the fluid supplied to the cylinder by a component other than the valve. Various sources for pressure changes can be provided, including mechanical components. Also, other components on the header that generate fluid pressure can be used to provide variable fluid pressure.
Режим, как правило, может быть синусоидальным, но также могут быть использованы другие формы.The mode can usually be sinusoidal, but other shapes can also be used.
Для предотвращения вмешательства в работу цилиндра для управления плавающим перемещением, предпочтительно режим переменных волн имеет частоту в диапазоне XXX. Если клапан относится к типу, который использует золотник для переключения между входным и выходным потоками, эта частота значительно отличается от типичного диапазона частоты перемещения золотника.In order to prevent tampering with the float cylinder, preferably the variable wave mode has a frequency in the XXX range. If the valve is of a type that uses a spool to switch between inlet and outlet flow, this frequency is significantly different from the typical range of spool travel frequency.
Поскольку режим переменных волн используется в ситуации, когда жатка может оставаться неподвижной в течение некоторого периода времени, например, во время плавающего режима при отсутствии каких-либо изменений рельефа земли, режим переменных волн может прекращаться, когда цилиндр используется в состоянии подъема или опускания, во время которого цилиндр, разумеется, постоянно перемещается. Это исключает необходимость вычислений для получения формы волны на основе систем определения, когда форма волны не требуется.Since the variable wave mode is used in a situation where the header can remain stationary for a period of time, such as during float mode and there is no change in the ground topography, the variable wave mode can stop when the cylinder is used in the raising or lowering state, during the time of which the cylinder is, of course, constantly moving. This eliminates the need for calculations to obtain a waveform based on detection systems when a waveform is not required.
Кроме того, устройство, раскрытое в настоящем документе, может предлагать машину для уборки сельскохозяйственной культуры, содержащую:In addition, the device disclosed herein may provide a crop harvesting machine comprising:
несущее транспортное средство для перемещения по земле;a carrier vehicle for moving on the ground;
взаимодействующий с сельскохозяйственной культурой компонент, включающий в себя систему срезания сельскохозяйственной культуры и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент для обеспечения поддерживающего усилия от земли;a crop-interacting component including a crop-cutting system and at least one land-interacting component to provide a supporting force from the ground;
поддерживающее устройство для поддержания компонента для уборки сельскохозяйственной культуры относительно транспортного средства для плавающего перемещения компонента для уборки сельскохозяйственной культуры вверх и вниз так, что заданная часть поддерживающего усилия обеспечивается поддерживающим устройством, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом;a supporting device for supporting the harvesting component relative to the vehicle for floating movement of the harvesting component up and down so that a predetermined portion of the supporting force is provided by the supporting device and the remainder is provided by the ground engaging component;
причем поддерживающее устройство включает в себя по меньшей мере один гидравлический плавающий цилиндр, выполненный так, что подача гидравлической текучей среды под гидравлическим давлением в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр вызывает приложение подъемного усилия к компоненту для уборки сельскохозяйственной культуры путем перемещения указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра, причем это подъемное усилие пропорционально указанному гидравлическому давлению;wherein the supporting device includes at least one hydraulic floating cylinder configured so that the supply of hydraulic fluid under hydraulic pressure to said at least one floating cylinder causes a lifting force to be applied to the crop harvesting component by moving said at least one a floating cylinder, and this lifting force is proportional to the specified hydraulic pressure;
источник гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр под давлением, превышающим указанное гидравлическое давление;a hydraulic fluid source for supplying hydraulic fluid to said at least one floating cylinder at a pressure greater than said hydraulic pressure;
обратную линию для указанной гидравлической текучей среды;a return line for the specified hydraulic fluid;
клапанное устройство для управления потоком и давлением указанной гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр;a valve device for controlling the flow and pressure of said hydraulic fluid from said source to said at least one floating cylinder;
причем клапанное устройство соединено с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром так, что поток текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр и из него регулируется клапанным устройством при указанном гидравлическом давлении, регулируемом клапанным устройством;moreover, the valve device is connected to the specified at least one floating cylinder so that the flow of fluid in the specified at least one floating cylinder and out of it is controlled by the valve device at the specified hydraulic pressure controlled by the valve device;
электронную систему управления для подачи сигнала управления клапанному компоненту для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала;an electronic control system for supplying a control signal to the valve component to change the specified target pressure depending on the value of the signal;
причем указанное клапанное устройство содержит:moreover, the specified valve device contains:
первое соединение с указанным источником;the first connection to the specified source;
второе соединение с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром,a second connection with said at least one floating cylinder,
третье соединение для выпуска указанной гидравлической текучей среды в указанную обратную линию;a third connection for discharging said hydraulic fluid into said return line;
и клапанный компонент, выполненный с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра в указанную обратную линию для поддержания указанного гидравлического давления в указанном по меньшей мере одном плавающем цилиндре на заданном значении, установленном в зависимости от указанного сигнала управления от указанной системы управления;and a valve component configured to control the flow of hydraulic fluid from said source to said at least one floating cylinder and flow of hydraulic fluid from said at least one floating cylinder to said return line to maintain said hydraulic pressure in said at least one floating cylinder at a predetermined value set depending on the specified control signal from the specified control system;
датчик, выполненный с возможностью подачи сигнала датчика в указанную электронную систему управления в ответ на перемещение компонента для уборки сельскохозяйственной культуры при указанном плавающем перемещении компонента для уборки сельскохозяйственной культуры вверх и вниз;a sensor configured to provide a sensor signal to said electronic control system in response to movement of the harvesting component during said floating up and down movement of the harvesting component;
причем указанная электронная система управления выполнена с возможностью обеспечения заданного значения указанного сигнала управления для обеспечения указанного подъемного усилия на заданном значении для поддержания указанной заданной части указанного поддерживающего усилия;moreover, the specified electronic control system is configured to provide a specified value of the specified control signal to provide the specified lifting force at a specified value to maintain the specified specified part of the specified supporting force;
причем указанная электронная система управления в ответ на указанный сигнал датчика выполнена с возможностью временного изменения сигнала управления для временного изменения подъемного усилия.wherein said electronic control system, in response to said sensor signal, is configured to temporarily change the control signal to temporarily change the lifting force.
Предпочтительно электронная система управления после временного изменения в ответ на указанный сигнал датчика выполнена с возможностью возврата к заданному значению. Таким образом, предпочтительно электронная система управления в ответ на изменения указанного сигнала датчика выполнена с возможностью временного изменения сигнала управления для изменения подъемного усилия и, следовательно, изменения ответа гидравлического плавающего цилиндра в ответ на обнаруженное перемещение компонента для уборки сельскохозяйственной культуры.Preferably, the electronic control system, after a temporary change in response to said sensor signal, is configured to return to a predetermined value. Thus, preferably, the electronic control system, in response to changes in said sensor signal, is configured to temporarily change the control signal to change the lifting force and therefore change the response of the hydraulic floating cylinder in response to the detected movement of the harvesting component.
Например, электронная система управления при обнаружении завершения ускорения при указанном плавающем перемещении вверх выполнена с возможностью изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для демпфирования перемещения вверх.For example, the electronic control system, upon detecting the completion of acceleration in said floating upward movement, is configured to change the control signal to reduce the lifting force to damp the upward movement.
Таким образом, система управления может использоваться для динамического увеличения или уменьшения подъемного усилия во время подъема жатки из-за контакта с землей или другим препятствием для улучшения ответа на усилия от контакта с землей. В дополнение после устранения контакта с землей, что останавливает любое дальнейшее ускорение, подъемное усилие может быть значительно уменьшено, так что вес жатки снова действует в направлении вниз, таким образом демпфируя любое дальнейшее плавающее перемещение вверх. Это исключает или снижает вероятность ситуации, когда жатка поднимается за счет усилия на землю или взаимодействия с препятствием и затем остается поднятой в течение длительного периода времени, что препятствует срезанию сельскохозяйственной культуры, пока жатка остается поднятой.Thus, the control system can be used to dynamically increase or decrease lifting force during header lifting due to ground contact or other obstruction to improve response to ground contact forces. In addition, once contact with the ground has been removed, which stops any further acceleration, lift can be significantly reduced so that the weight of the header again acts in a downward direction, thus damping any further floating upward movement. This eliminates or reduces the likelihood of a situation in which the header is raised by force on the ground or interaction with an obstacle and then remains raised for an extended period of time, which prevents crop cutting while the header remains raised.
Следует понимать, что динамическое управление подъемными усилиями в зависимости от перемещения жатки может использоваться как в режиме плавания по земле, так и при срезании на заданной высоте подъема. В последнем сценарии плавающее перемещение обычно обеспечивается для того, чтобы жатка могла «проплыть» над любыми препятствиями, даже если основное срезающее действие выполняется в приподнятом положении над землей. Также в некоторых случаях, например, в случае канав и насыпей, высота земли может достаточно существенно изменяться, так что жатка взаимодействует с землей, даже если номинально она установлена на высоте над землей. В связи с этим во всех таких случаях динамическое управление подъемными усилиями увеличивает доступное усилие для подъема жатки над изменением высоты земли или над препятствием. В то же время подъемное перемещение останавливается или уменьшается при преодолении препятствия для сокращения времени, в течение которого жатка остается поднятой выше требуемого условия.It should be understood that dynamic control of the lifting forces based on the movement of the header can be used both in float on the ground and when cutting at a given lift height. In the latter scenario, the float motion is usually provided so that the header can “float” over any obstacle, even if the main cutting action is being performed in an elevated position off the ground. Also in some cases, such as in the case of ditches and embankments, the height of the ground can change quite significantly so that the header interacts with the ground, even if it is nominally installed at a height above the ground. Therefore, in all such cases, the dynamic control of the lifting forces increases the available force to raise the header over a change in ground height or over an obstacle. At the same time, the lift motion stops or decreases when overcoming an obstacle to reduce the time the header stays raised above the desired condition.
В ситуации, когда жатка находится на приподнятой высоте срезания, направленные вниз усилия также могут динамически регулироваться для наиболее эффективного возврата жатки на требуемую высоту срезания. Таким образом, направленные вниз усилия могут увеличиваться в начале перемещения вниз и могут уменьшаться к концу перемещения вниз для более плавного возврата жатки на требуемую высоту.When the header is at an elevated cutting height, the downward forces can also be dynamically adjusted to most efficiently return the header to the required cutting height. Thus, the downward forces can be increased at the start of the downward travel and can be reduced toward the end of the downward travel to return the header to the desired height more smoothly.
Для обеспечения наилучшего демпфирующего усилия предпочтительно электронная система управления выполнена с возможностью изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия до значения, меньшего, чем указанное заданное значение. Следовательно, жатка будет ускоряться в направлении вниз с учетом уменьшенного подъемного усилия до тех пор, пока жатка не достигнет земли, после чего ускорение вниз прекращается, и система управления снова применяет заданное значение.To provide the best damping force, the electronic control system is preferably configured to change the control signal to reduce the lifting force to a value less than the specified predetermined value. Consequently, the header will accelerate downward with the reduced lift force until the header reaches the ground, whereupon downward acceleration will cease and the control will reapply the setpoint.
Симметричным образом, предпочтительно электронная система управления при обнаружении ускорения при плавающем перемещении вниз выполнена с возможностью изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для содействия ускорению при указанном плавающем перемещении вниз. То есть, когда жатка движется по земле без необходимости плавающего перемещения, и когда углубление в земле требует, чтобы жатка опустилась до нижнего уровня земли, подъемное усилие может быстро уменьшаться для содействия перемещению жатки вниз с использованием веса жатки. Также электронная система управления при обнаружении завершения указанного ускорения при указанном плавающем перемещении вниз, то есть при взаимодействии жатки с землей, может быть выполнена с возможностью изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для демпфирования указанного перемещения вниз.In a symmetrical manner, preferably the electronic control system, upon detection of acceleration in a floating downward movement, is adapted to change the control signal to reduce the lifting force to facilitate acceleration in said floating downward movement. That is, when the header travels on the ground without the need for floating movement, and when a depression in the ground requires the header to descend to the lower ground level, the lifting force can be rapidly reduced to assist in moving the header downward using the header weight. Also, the electronic control system, upon detecting the completion of the specified acceleration at the specified floating downward movement, that is, when the header interacts with the ground, can be configured to change the control signal to increase the lifting force to damp the downward movement.
Предпочтительно датчик содержит датчик положения для генерации сигнала положения, указывающего положение цилиндра при перемещении, и электронная система управления выполнена с возможностью вычисления скорости и ускорения компонента для уборки сельскохозяйственной культуры на основе сигнала положения. Однако могут быть обеспечены другие устройства датчиков, включая, например, конкретное устройство определения ускорения и конкретное устройство определения относительного перемещения, все их которых сейчас легкодоступны в эффективной и недорогой форме за счет их широкого применения в других областях.Preferably, the sensor comprises a position sensor for generating a position signal indicative of the position of the cylinder during travel, and the electronic control system is configured to calculate the speed and acceleration of the crop harvesting component based on the position signal. However, other sensor devices may be provided, including, for example, a specific acceleration sensing device and a specific relative motion sensing device, all of which are now readily available in an efficient and inexpensive form due to their widespread use in other fields.
Предпочтительно электронная система управления выполнена с возможностью достижения полностью регулируемой жесткости пружины для динамики плавающей системы.Preferably, the electronic control system is configured to achieve a fully adjustable spring rate for the dynamics of the floating system.
Предпочтительно электронная система управления выполнена с возможностью достижения полностью регулируемого демпфирования для динамики плавающей системы.Preferably, the electronic control system is configured to achieve fully adjustable damping for the dynamics of the floating system.
В настоящем изобретении электронная система управления может быть выполнена с возможностью достижения полностью регулируемой динамики плавающей системы на основе рабочего состояния орудия, включая без ограничения высоту орудия, скорость относительно земли и изменения рельефа местности (угол наклона и т.д.).In the present invention, the electronic control system may be configured to achieve fully adjustable floating dynamics based on the operational state of the implement, including, but not limited to, implement height, ground speed, and terrain variation (pitch angle, etc.).
В дополнение, предпочтительно электронная система управления выполнена с возможностью обеспечения оператору выбора из заданной динамики плавающей системы, которая может быть адаптирована к различным полевым условиям и орудиям.In addition, preferably, the electronic control system is configured to provide the operator with a choice of predetermined floating system dynamics that can be adapted to different field conditions and implements.
Для использования преимуществ гидравлической плавающей системы устройство, описанное в настоящем документе, обеспечивает систему, которая снижает эффект трения в плавающей системе для обеспечения превосходной способности огибания рельефа земли. Эта система может быть применена на виндроуэрах и переходниках комбайна или на любом другом сельскохозяйственном орудии, которое подвешено на держателе плавающим образом (сеноуборочные инструменты, грабли, подборщики и т.д.). Система может использоваться при плавающем подвешивании жатки, которая срезает урожай на земле, а также жатки, которая срезает урожай на высоте над уровнем земли. Хотя система, в частности, применима для плавающего подвешивания основной жатки на передней части трактора, такая же конструкция также может быть использована для плавающего подвешивания боков на гибкой полотенной жатке, относящейся к типу, описанному в патенте США № 5005343 (Patterson), выданном 9 апреля 1991 года, раскрытие сущности которого включено в настоящий документ путем ссылки.To take advantage of the advantages of a hydraulic float system, the apparatus described herein provides a system that reduces the effect of friction in the float system to provide superior ground bendability. This system can be applied to windrowers and harvester adapters or any other agricultural implement that is floating on a holder (hay tools, rakes, pick-ups, etc.). The system can be used with a floating header that cuts crops on the ground, as well as a header that cuts crops at a height above ground level. While the system is particularly useful for floating suspension of the main header from the front of the tractor, the same design can also be used for floating suspension of the sides on a flexible draper header of the type described in US Patterson Patent No. 5,005,343 issued April 9. 1991, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
Система, описанная в настоящем документе, содержит один или более плавающих цилиндров, которые используются для подвешивания жатки на держателе. На каждом цилиндре (или вблизи него) обеспечен пропорциональный клапан снижения/сброса давления (PPRR) с электронным управлением, который регулирует давление в этом цилиндре. Клапан находится под управлением электронного контроллера, который принимает давление (или усилие) и обратную связь по положению/скорости/ускорению от плавающей системы и изменяет давление в цилиндре для обеспечения заданных характеристик плавающего перемещения. Гидравлическое давление и поток подаются в клапан из источника, который может представлять собой аккумулятор, заряженный до уровня, превышающего максимальное давление, требуемое плавающей системой, контур привода, который имеет минимальное давление, превышающее максимальное давление, требуемое плавающей системой, или какой-либо другой гидравлический источник. Однако давление от клапана, подается в цилиндр непосредственно и немедленно без наличия в контуре аккумулятора, который, в противном случае, ослабил бы действие давления на цилиндр.The system described herein contains one or more floating cylinders that are used to suspend the header from the holder. Each cylinder (or near it) is provided with an electronically controlled proportional pressure relief / relief (PPRR) valve that regulates the pressure in that cylinder. The valve is controlled by an electronic controller that accepts pressure (or force) and position / velocity / acceleration feedback from the floating system and modifies the cylinder pressure to achieve the desired floating characteristics. Hydraulic pressure and flow is supplied to the valve from a source, which may be an accumulator charged to a level greater than the maximum pressure required by the floating system, a drive circuit that has a minimum pressure greater than the maximum pressure required by the floating system, or some other hydraulic a source. However, the pressure from the valve is supplied to the cylinder directly and immediately without the accumulator in the circuit, which would otherwise weaken the pressure on the cylinder.
То есть, хотя большинство систем имеют аккумулятор, гидравлически и непосредственно соединенный с цилиндром в режиме плавания, настоящее устройство использует PPRR-клапан с электронным управлением непосредственно между источником давления и плавающим цилиндром. Это позволяет системе очень точно и мгновенно регулировать давление в плавающем цилиндре, так что она может регулировать давление на основе мгновенных изменений плавающей системы. Аккумуляторные системы гораздо менее точны/чувствительны, поскольку изменение гидравлического давления по команде делится между перемещением цилиндра и зарядкой аккумулятора.That is, while most systems have a battery that is hydraulically and directly connected to the cylinder in float mode, the present device uses an electronically controlled PPRR valve directly between the pressure source and the float cylinder. This allows the system to very accurately and instantaneously adjust the pressure in the floating cylinder so that it can adjust the pressure based on instantaneous changes in the floating system. Battery systems are much less accurate / sensitive as the change in hydraulic pressure on command is divided between cylinder movement and battery charging.
Каждый плавающий цилиндр имеет соответствующий датчик положения, датчик давления и клапан снижения/сброса давления. Клапан соединен с источником давления. Контроллер принимает входные сигналы от датчиков и независимо управляет каждым PPRR-клапаном на основе эти входных сигналов. Сигнал от датчика положения может быть непосредственно связан с цилиндром или может быть связан с каким-либо другим плавающим звеном (звеньями), который указывает положение жатки. Этот сигнал может использоваться для вычисления в электронной системе управления скорости и ускорения жатки, а также положения жатки в диапазоне плавающего перемещения. PPRR-клапаны непосредственно управляют цилиндрами без аккумулятора между клапаном и цилиндром. Это является наиболее простым представлением системы.Each floating cylinder has a corresponding position transducer, pressure transducer and pressure reduction / relief valve. The valve is connected to a pressure source. The controller accepts inputs from sensors and independently controls each PPRR valve based on these inputs. The signal from the position sensor can be directly coupled to the cylinder, or it can be linked to some other floating link (s) that indicate the header position. This signal can be used to calculate the header speed and acceleration in the electronic control system, as well as the header position in the float range. PPRR valves directly control cylinders with no accumulator between valve and cylinder. This is the simplest representation of the system.
В другом улучшении изобретения добавлены аккумулятор, датчик давления и регулировочный клапан для улучшения ответа плавающей системы. Контроллер принимает входной сигнал от датчика давления и управляет клапаном для поддержания диапазона давления в аккумуляторе, который несколько выше (например, на 200-250 фунтов на квадратный дюйм (1,38-1,72 МПа)), чем максимальное давление, требуемое на датчиках давления. Это максимальное давление зависит от веса жатки и может быть определено путем калибровки с использованием традиционных способов, в которых подъемное усилие постепенно увеличивают до тех пор, пока жатка немного не приподнимется от земли, и с помощью добавления заданного значения к этому определенному значению или с помощью сохраненных значений на основе идентификатора жатки для размера и типа каждой жатки.In another improvement of the invention, an accumulator, a pressure sensor and a control valve are added to improve the response of the floating system. The controller accepts an input from a pressure transducer and operates a valve to maintain a pressure range in the accumulator that is slightly higher (for example, 200-250 psi (1.38-1.72 MPa)) than the maximum pressure required at the transducers pressure. This maximum pressure is dependent on the weight of the header and can be determined by calibrating using traditional methods in which the lift force is gradually increased until the header is slightly lifted off the ground and by adding a setpoint to that defined value or by using stored values based on header ID for each header size and type.
При использовании этого способа аккумулятор может подавать мгновенный поток в PRR-клапаны, вероятно, быстрее, чем чувствительный к нагрузке насос может отвечать на запрос потока.Using this method, the accumulator can provide instantaneous flow to the PRR valves, probably faster than the load sensing pump can respond to the flow demand.
Следует отметить, что плавающая система такого типа также может использоваться для плавающего подвешивания боков на гибкой жатке путем использования цилиндра для ответа на вес боковой части вблизи шарнира боковой части и управления этим цилиндром с помощью предложенной системы.It should be noted that a floating system of this type can also be used to float the sides on a flexible header by using a cylinder to respond to the weight of the side section near the side section pivot and control this cylinder with the proposed system.
В дополнение к вышеизложенному, алгоритмы электронного управления включают в себя способ управления выходным сигналом для пропорционального PRR-клапана, управляющего давлением цилиндра, для более эффективного огибания жаткой рельефа земли.In addition to the above, the electronic control algorithms include a method for controlling the output of the PRR proportional valve to control the cylinder pressure to more efficiently track the header around the ground.
Часть используемого электронного управления включает в себя подачу колебательного сигнала управления PPRR-клапану, который подает давление плавания в цилиндр. Это создает переменное давление в цилиндре, которое вызывает легкие колебания цилиндра. Таким образом, цилиндр всегда находится в движении, и это снижает эффект трения на уплотнениях цилиндра. Колебание давление также помогает компенсировать гистерезис или зону нечувствительности пропорционального клапана снижения/сброса давления. Клапан такого типа включает в себя золотник, совершающий колебательные перемещения взад и вперед между положениями впуска и выпуска текучей среды для поддержания давления на значении, определенном сигналом на соленоид клапана, причем положение золотника регулируется пилотным соединением выходной линией давления. Обычно пилотное соединение является внутренним по отношению к самому клапану и не требует канала в выходную линию или управляемый цилиндр. Клапан такого типа имеет зону нечувствительности между тем, где он сбрасывает давление, и тем, где он снижает давление.Part of the electronic control used involves the oscillating control signal to the PPRR valve, which applies float pressure to the cylinder. This creates an alternating pressure in the cylinder which causes the cylinder to vibrate slightly. Thus, the cylinder is always in motion and this reduces the effect of friction on the cylinder seals. The pressure swing also helps to compensate for the hysteresis or deadband of the proportional pressure reduction / relief valve. A valve of this type includes a spool that oscillates back and forth between the inlet and outlet positions of the fluid to maintain the pressure at a value determined by a signal to the valve solenoid, the position of the spool being controlled by a pilot connection to the output pressure line. Typically, the pilot connection is internal to the valve itself and does not require a duct to the outlet line or controlled cylinder. This type of valve has a dead band between where it releases pressure and where it releases pressure.
Дополнительным признаком системы является то, что система обеспечивает программируемую жесткости пружины или затухание плавающего перемещения, которые могут быть адаптированы к множеству требований к плавающему перемещению, например, высоте срезания, скорости относительно земли, состояниям почвы и т.д. Жесткость пружины может мгновенно и постоянно регулироваться на основе входного сигнала датчика от плавающей системы, оператора или других систем, например, радиолокационного, сонарного или лазерного обнаружения препятствий и рельефа земли.An additional feature of the system is that the system provides programmable spring rates or float damping that can be adapted to a variety of float requirements such as cutting height, ground speed, soil conditions, etc. The spring rate can be instantly and continuously adjusted based on transducer input from the floating system, operator, or other systems such as radar, sonar, or laser obstacle and terrain detection.
Дополнительный признак системы включает в себя возможность обеспечения регулируемого демпфирования плавающей системы также на основе требований к плавающему перемещению или ситуации.An additional feature of the system includes the ability to provide variable damping of the floating system also based on floating requirements or situations.
Другой признак включает увеличение или уменьшение давления в плавающем цилиндре на основе положения плавания и направления перемещения. Например, это позволяет уменьшать давление плавания, если обнаружено, что жатка перемещается вниз (например, при срезании урожая в канаве), так что жатка будет огибать рельеф земли при проседании уровня земли. Подобная регулировка может осуществляться для увеличения или уменьшения давления плавания, если обнаружено, что жатка перемещается вверх по насыпи.Another feature includes increasing or decreasing the pressure in the floating cylinder based on the float position and direction of travel. For example, this allows the float pressure to be reduced if the header is detected to move downward (for example, when cutting in a ditch) so that the header will bend around the ground when ground level subsides. A similar adjustment can be made to increase or decrease float pressure if the header is detected to move up an embankment.
Другой признак включает в себя увеличение или уменьшение давления в плавающем цилиндре на основе скорости и/или ускорения жатки.Another feature includes increasing or decreasing float cylinder pressure based on header speed and / or acceleration.
Другие признаки изобретения обеспечивают следующее:Other features of the invention provide the following:
a) Колебание давления плавания для снижения эффектов гистерезиса пропорционального PRR-клапана, а также трения (механического) в системе и на уплотнениях цилиндра.a) Floating pressure fluctuation to reduce the effects of proportional PRR valve hysteresis and friction (mechanical) in the system and on the cylinder seals.
b) Обнаружение изменения положения плавания/направления последнего перемещения/скорости (это может осуществляться датчиками, измеряющими длину цилиндра, положение плавающего звена и т.д.) и последующее уменьшение/увеличение давления плавания для более быстрого опускания или подъема жатки.b) Detection of change in float position / direction of last travel / speed (this can be done by sensors measuring cylinder length, float position, etc.) and then decreasing / increasing float pressure to lower or raise the header more quickly.
c) Различные настройки характеристик плавающего перемещения на основе состояния земли, скорости относительно земли, сельскохозяйственной культуры, срезания на/над землей.c) Various float settings based on ground conditions, ground speed, crop, cut in / out of the ground.
d) Запрограммированная жесткость пружины.d) Programmed spring rate.
Обратная связь от датчика давления может не требоваться, поскольку система может использовать только выходной сигнал в PWM-клапан. Например, выходное давление клапана технически может быть соотнесено с электронным вводом клапана, так что при подаче клапану известного сигнала можно знать, на какое выходное давление установлен клапан. Однако обычно датчик давления может быть необходим из-за изменений характеристик клапана вследствие изменений температуры, износа, вибрации и т.д., которые могут быть слишком велики для практической реализации.Feedback from the pressure sensor may not be required as the system can only use the output signal to the PWM valve. For example, the outlet pressure of a valve can technically be related to the electronic input of the valve, so that when a known signal is applied to the valve, it is possible to know what outlet pressure the valve is set to. Typically, however, a pressure transducer may be required due to changes in valve characteristics due to changes in temperature, wear, vibration, etc., which may be too great to be practical.
Сигнал от датчика давления может использоваться в качестве обратной связи для подтверждения того, что клапан действительно выдает требуемое выходное давление, заданное сигналом управления. Таким образом, может быть обеспечено устройство, в котором обратная связь используется лишь периодически для проверки выходного значения, так что сигнал от датчика давления не используется системой управления непосредственным и многократным образом. То есть периодически выходное давление может проверяться, и, если обнаруживается, что измеренное выходное давление не соответствуют предполагаемому значению, заданному устройством управления, при последующих вычислениях системы управления используется корректирующий коэффициент.The signal from the pressure transducer can be used as feedback to confirm that the valve is actually delivering the desired output pressure as set by the control signal. In this way, a device can be provided in which the feedback is used only intermittently to check the output value, so that the signal from the pressure sensor is not directly and repeatedly used by the control system. That is, the outlet pressure can be checked periodically, and if it is found that the measured outlet pressure does not correspond to the expected value set by the control device, a correction factor is used in subsequent calculations of the control system.
В качестве альтернативы, устройство может работать тогда, когда система знает положение жатки в диапазоне плавающего перемещения (от датчиков положения) и может использовать это знание для изменения давления плавания для обнаружения оптимального значения, которое размещает жатку с минимальным усилием на землю на основе вычислений скорости и ускорения.Alternatively, the device can operate when the system knows the header position in the float range (from position sensors) and can use this knowledge to vary float pressure to find the optimum value that places the header with minimum force on the ground based on speed and acceleration.
Хотя перемещение в режиме переменных волн предпочтительно обеспечивается формой волны сигнала от устройства управления, также может быть использован альтернативный способ, в котором обеспечивается механический вариант подмешивания, например, устройство поршня/кривошипа, которое вызывает колебания давления плавания. Например, система может использовать пульсацию контура привода ножа в режущем аппарате.While variable wave motion is preferably provided by a waveform from the control device, an alternative method can also be used that provides a mechanical mixing option, such as a piston / crank device that causes float pressure fluctuations. For example, the system can use the ripple of the knife drive circuit in the cutter bar.
Могут быть использованы различные способы обеспечения давления плавания, включая давление в контуре привода, давление в контуре привода с аккумулятором и обратными клапанами, чувствительный к нагрузке насос с обратной связью.Various methods of providing float pressure can be used, including pressure in the drive circuit, pressure in the drive circuit with accumulator and check valves, load sensing pump with feedback.
Калибровку обычно выполняют традиционным способом, в котором систему приводят в действие для увеличения давления плавания до тех пор, пока жатка слегка не приподнимется от земли, а затем используют систему для увеличения/уменьшения давления плавания для обеспечения оптимального давления при контакте с землей. Разумеется, могут быть использованы другие способы калибровки, многие из которых известны специалистам в данной области техники.Calibration is usually done in the traditional way, in which the system is operated to increase float pressure until the header is slightly raised off the ground, and then the system is used to increase / decrease float pressure to provide optimum ground contact pressure. Of course, other calibration methods can be used, many of which are known to those skilled in the art.
Предпочтительно в отношении вариантов осуществления или аспектов, описанных выше, следует отметить, что клапанное устройство имеет характеристику, заключающуюся в том, что клапанное устройство действует для поддержания давления гидравлической текучей среды в камере на постоянном значении, причем это значение зависит от сигнала управления, подаваемого на клапанное устройство, во время изменений объема камеры, вызванных перемещением поршня.Preferably, with respect to the embodiments or aspects described above, it should be noted that the valve device has the characteristic that the valve device acts to maintain the pressure of the hydraulic fluid in the chamber at a constant value, this value being dependent on a control signal applied to valve device, during changes in the volume of the chamber caused by the movement of the piston.
Предпочтительно в отношении вариантов осуществления или аспектов, описанных выше, следует отметить, что электронная система управления для выполнения указанных временных изменений запрограммирована с возможностью ответа на сигнал перемещения, а не на изменения давления в камере, которые вызваны перемещением поршня. Такая система не практична для клапана используемого типа, так как клапан действует для поддержания постоянного давления в цилиндре до тех пор, пока не будет вычислен сигнал управления, требующий изменения давления. Таким образом, отсутствует изменение давление, которое может быть обнаружено.Preferably, with respect to the embodiments or aspects described above, it should be noted that the electronic control system for performing these timing changes is programmed to respond to a movement signal and not to changes in chamber pressure that are caused by piston movement. Such a system is not practical for the type of valve used, as the valve acts to maintain a constant pressure in the cylinder until a control signal is calculated requiring a change in pressure. Thus, there is no pressure change that can be detected.
Хотя клапан, таким образом, предназначен и работает для поддержания постоянного давления, несмотря на перемещение поршня в цилиндре, изменяющее объем камеры, система может включать в себя датчик обратной связи для гарантии того, что заданное давление поддерживается без недопустимого отклонения. Однако датчик обратной связи не используется при вычислении требуемого давления и, следовательно, требуемого сигнала управления, соответствующего этому требуемому давлению.Although the valve is thus designed and operated to maintain a constant pressure despite the movement of the piston in the cylinder, changing the volume of the chamber, the system may include a feedback sensor to ensure that the target pressure is maintained without undue deviation. However, the feedback sensor is not used in calculating the required pressure and therefore the required control signal corresponding to this required pressure.
Как более подробно объяснено ниже, камера цилиндра, в которую клапанное устройство подает регулируемое давление, может находиться со стороны подъема поршня, так что увеличения давления действуют для увеличения подъемного усилия, или более предпочтительно регулируемое давление подается клапанным устройством в таком направлении, что увеличения давления действуют для уменьшения подъемного усилия. Обычно оно прикладывается со стороны прижимного усилия поршня для уравновешивания в общем постоянного подъемного усилия от аккумулятора, прикладываемого со стороны подъема поршня.As explained in more detail below, the cylinder chamber into which the valve assembly supplies the controlled pressure may be on the up-side of the piston such that the pressure increases act to increase the lifting force, or more preferably the controlled pressure is supplied by the valve assembly in such a direction that the pressure increases act to reduce the lifting force. It is typically applied from the downward side of the piston to counterbalance the generally constant accumulator lift applied from the upward side of the piston.
Другим признаком изобретения является то, что, когда электронная система управления работает на системе прижимного давления, она учитывает изменения давления в системе подъемного давления, вызванные перемещением поршня.Another feature of the invention is that when the electronic control system operates on the down pressure system, it takes into account the pressure changes in the up pressure system caused by the movement of the piston.
В соответствии с другим аспектом изобретения предложен уборочный комбайн, содержащий:In accordance with another aspect of the invention, there is provided a harvester, comprising:
несущее транспортное средство для перемещения по земле, причем транспортное средство имеет наклонную камеру для приема убранной сельскохозяйственной культуры;a carrier vehicle for moving on the ground, the vehicle having a feeder chamber for receiving the harvested crop;
жатку, включающую в себя систему срезания сельскохозяйственной культуры и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент для обеспечения поддерживающего усилия от земли;a header including a crop cutting system and at least one ground engaging component for providing ground support force;
поддерживающее устройство, расположенное между наклонной камерой и жаткой для поддержания жатки так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента обеспечивается подъемным усилием от поддерживающего устройства, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом за счет давления на землю;a supporting device located between the feeder chamber and the header for supporting the header such that a portion of the supporting force for balancing the weight of the crop processing component is provided by the lifting force from the supporting device, and the remainder is provided by the ground engaging component by ground pressure;
причем поддерживающее устройство выполнено с возможностью поддержания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента для плавающего перемещения вверх и вниз относительно промежуточного положения плавания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента;moreover, the supporting device is configured to support the crop-treating component for floating movement up and down relative to the intermediate floating position of the crop-treating component;
причем поддерживающее устройство содержит по меньшей мере один гидравлический плавающий цилиндр, гидравлическую систему, содержащую гидравлическую текучую среду под давлением, и электронную систему управления для подачи сигнала управления для изменения давления.wherein the supporting device comprises at least one hydraulic floating cylinder, a hydraulic system containing a pressurized hydraulic fluid, and an electronic control system for supplying a control signal for changing the pressure.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Далее будут описаны варианты осуществления изобретения в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:In the following, embodiments of the invention will be described in conjunction with the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку транспортного средства, имеющего жатку и плавающую систему жатки в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте осуществления транспортное средство представляет собой виндроуэр.FIG. 1 is a side view of a vehicle having a header and a floating header system in accordance with the present invention. In this embodiment, the vehicle is a windrower.
Фиг. 1A представляет собой вид сбоку транспортного средства, имеющего жатку и плавающую систему жатки в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте осуществления транспортное средство представляет собой уборочный комбайн.FIG. 1A is a side view of a vehicle having a header and a floating header system in accordance with the present invention. In this embodiment, the vehicle is a harvester.
Фиг. 2 представляет собой схематическую иллюстрацию простого устройства системы управления в соответствии с настоящим изобретением для использования в жатке, показанной на Фиг. 1.FIG. 2 is a schematic illustration of a simple control system arrangement in accordance with the present invention for use in the header shown in FIG. one.
Фиг. 3 представляет собой схематическую иллюстрацию второго устройства системы управления в соответствии с настоящим изобретением для использования в жатке, показанной на Фиг. 1, которое включает в себя аккумулятор как часть источника текучей среды для обеспечения достаточного и немедленного потока текучей среды для удовлетворения PPRR-клапанов.FIG. 3 is a schematic illustration of a second control system device in accordance with the present invention for use in the header shown in FIG. 1, which includes an accumulator as part of a fluid source to provide sufficient and immediate fluid flow to satisfy the PPRR valves.
Фиг. 4 представляет собой схематическую иллюстрацию третьего устройства системы управления в соответствии с настоящим изобретением для использования в жатке, показанной на Фиг. 1, выполненного с возможностью захвата энергии плавающего перемещения жатки.FIG. 4 is a schematic illustration of a third control system arrangement in accordance with the present invention for use in the header shown in FIG. 1 configured to capture the energy of the floating movement of the header.
Фиг. 5 представляет собой блок-схему, показывающую работу системы.FIG. 5 is a block diagram showing the operation of the system.
Фиг. 6 представляет собой график, показывающий работу системы для изменения усилия на землю в ответ на перемещение жатки.FIG. 6 is a graph showing the operation of the system for varying ground force in response to header movement.
Фиг. 7 представляет собой схематическую иллюстрацию системы, подобной системе, показанной на Фиг. 4, в которой подъемное усилие, превышающее подъемное усилие, требуемое для подъема жатки, обеспечивается гидравлическим цилиндром, и ему противодействует второй цилиндр или другое устройство под давлением, например, газовый баллон, причем давление второго цилиндра регулируется клапанами.FIG. 7 is a schematic illustration of a system similar to that shown in FIG. 4, in which lifting force in excess of the lifting force required to raise the header is provided by a hydraulic cylinder and is counteracted by a second cylinder or other pressurized device such as a gas cylinder, the pressure of the second cylinder being controlled by valves.
Фиг. 8 представляет собой схематическую иллюстрацию системы, подобной системе, показанной на Фиг. 4 и 7, в которой подъемное усилие, превышающее подъемное усилие, требуемое для подъема жатки, обеспечивается гидравлическим цилиндром, и ему противодействует механическое пружинное устройство, причем усилие пружины, создаваемое пружиной, регулируется механической системой под управлением контроллера.FIG. 8 is a schematic illustration of a system similar to that shown in FIG. 4 and 7, in which lifting force in excess of the lifting force required to raise the header is provided by a hydraulic cylinder and is counteracted by a mechanical spring device, the spring force generated by the spring being controlled by a mechanical system under the control of a controller.
Фиг. 9 представляет собой схематическую иллюстрацию первого варианта осуществления системы подвешивания в соответствии с изобретением для машины, которая включает в себя центральный или первый участок и боковой или второй участок, который может поворачиваться относительно центрального участка, и система включает в себя первый цилиндр для обеспечения плавающего перемещения первого участка относительно несущего транспортного средства и плавающего перемещения второго участка относительно первого участка.FIG. 9 is a schematic illustration of a first embodiment of a suspension system in accordance with the invention for a machine that includes a central or first portion and a side or second portion that can pivot about the central portion, and the system includes a first cylinder for providing floating movement of the first a section relative to the carrier vehicle and a floating movement of the second section relative to the first section.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Фиг. 1 иллюстрирует настоящее изобретение, используемое в отношении самоходного виндроуэра 100, однако следует понимать, что принципы настоящего изобретения не ограничиваются самоходным виндроуэром или каким-либо конкретным типом уборочной машины, имеющей жатку. Фигура иллюстрирует виндроуэр 100, который содержит трактор 102 и жатку 104. Жатка 104 шарнирно прикреплена к переднему концу рамы или шасси 106 виндроуэра 100, так что она может перемещаться вверх и вниз относительно шасси 106.FIG. 1 illustrates the present invention as applied to a self-propelled
Такое крепление жатки 104 к раме 106 достигается за счет пары нижних рычагов 108 (показан только левый, правый находится в том же положении и в зеркальной конфигурации с правой стороны транспортного средства), шарнирно соединенных на одном конце с рамой 106, а на другом конце с жаткой 104, а также за счет центрального верхнего звена 110.Such attachment of the
Звено 110 может принимать форму одиночного или двойного гидравлического цилиндра 112, выдвижение и втягивание которого регулируется оператором для удаленного управления углом режущего аппарата 114 на нижней передней части жатки 104.
Также показан одиночный подъемный/плавающий цилиндр 116, соединяющий нижний рычаг 108 с рамой 106. Цилиндр 116 поддерживает каждую сторону жатки, т.е. каждая сторона жатки поддерживается своим собственным подъемным/плавающим цилиндром 116. Также показан только левый подъемный/плавающий цилиндр 116. Правый подъемный/плавающий цилиндр 118 сконструирован, выполнен и расположен идентично левому подъемному/плавающему цилиндру 116 и идентично соединен с жаткой и рамой, но выполнен в зеркальной конфигурации относительно левой стороны транспортного средства.Also shown is a single lift /
На Фиг. 1A показана такая же конструкция, применяемая в отношении уборочного комбайна, где трактор комбайна обозначен ссылочной позицией 300 и включает в себя наклонную камеру 301, которая может подниматься и опускаться так, что передний конец перемещается вверх и вниз под управлением электроники комбайна и датчика высоты, который определяет положение жатки 104 относительно наклонной камеры. К наклонной камере прикреплена основная рама 303 для перемещения вместе с ней. Рама 304 жатки поддерживается на раме 303 с помощью плавающих цилиндров 116, как описано в настоящем документе. Таким образом, жатка может совершать плавающее перемещение вверх и вниз и может наклоняться вбок на двух цилиндрах 116, каждый из которых расположен с соответствующей стороны наклонной камеры. Для полноты следует отметить, что жатка представляет собой полотенную жатку с боковыми полотенными транспортерами 305 и подающим полотенным транспортером 306, расположенными позади режущего аппарата 128 и взаимодействующего с землей полозка 114.FIG. 1A shows the same construction applied to a harvester where the harvester tractor is referenced 300 and includes a
В обоих вариантах осуществления предусмотрен датчик 120 положения в подходящем месте, который может находиться непосредственно на цилиндре, или который на Фиг. 1 соединен с рамой 106 и коленчатым рычагом 122 и находится между ними, и выполнен с возможностью определения положения цилиндра. Это может быть выполнено на цилиндре или в другом месте, например, в относительном положении коленчатого рычага 122 относительно рамы 106. Показанный датчик положения представляет собой потенциометр, обеспечивающий сигнал, который изменяется при перемещении жатки вверх и вниз (вертикальная составляющая перемещения) относительно рамы 106. В этом смысле датчик положения также является датчиком высоты, который определяет высоту жатки относительно трактора. Конкретное расположение датчика 120 положения относительно рамы 106 и относительно коленчатого рычага 122 может изменяться в зависимости от доступного пространства, желаемого типа преобразователя и разрешения датчика. Следует отметить, что в этом варианте осуществления конструкция соединения между цилиндром 116 и подъемными рычагами 108 в виде коленчатого рычага действует так, что подъемное усилие, обеспечиваемое подъемными рычагами 108, не является прямо пропорциональным подъемному усилию от цилиндра из-за изменений выигрыша в величине прикладываемого усилия при перемещении. Зависимость между подъемным усилием от цилиндра и фактическим подъемным усилием от рычагов на жатке должна учитываться при вычислении требуемого подъемного усилия от цилиндра и, следовательно, давления, которое должно быть приложено к цилиндру, как более подробно рассмотрено ниже.In both embodiments, a
Таким образом, изобретение обеспечивает машину для уборки сельскохозяйственной культуры, как правило, уборочную машину для сельскохозяйственной культуры, содержащую несущее транспортное средство 102 для перемещения по земле, на которой происходит уборка урожая, и обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент, как правило, уборочную жатку 104, включающий в себя взаимодействующую с сельскохозяйственной культурой систему 114 и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент или полозковую плиту 128 для обеспечения поддерживающего усилия от земли. Поддерживающее устройство 110, 106, 116 и 108 служит для поддержания жатки для уборки сельскохозяйственной культуры относительно транспортного средства для плавающего перемещения жатки для уборки сельскохозяйственной культуры вверх и вниз так, что часть поддерживающего усилия обеспечивается поддерживающим устройством, а часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом 128.Thus, the invention provides a crop harvester, typically a crop harvester, comprising a
Поддерживающее устройство включает в себя по меньшей мере один, а обычно два гидравлических плавающих цилиндра 116 и 117, расположенных таким образом, что подача гидравлической текучей среды под гидравлическим давлением в плавающие цилиндры 116 и 117 обеспечивает приложение подъемного усилия к жатке для уборки сельскохозяйственной культуры путем перемещения плавающего цилиндра, причем подъемное усилие пропорционально гидравлическому давлению, подаваемому в цилиндр.The support device includes at least one, and usually two, hydraulic floating
Плавающие цилиндры включают в себя уплотнения 116A цилиндра, через которые поршневой компонент скользит относительно цилиндрического компонента плавающего цилиндра. Контур 10 подачи давления в цилиндры включает в себя источник 12 гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в плавающий цилиндр под давлением, превышающим требуемое гидравлическое давление. Источник 12 включает в себя насос 16 и слив 14, обеспечивающий обратную линию для гидравлической текучей среды.The floating cylinders include
Контур включает в себя два отдельных участка для подачи текучей среды под давлением в соответствующие цилиндры 116 и 117, каждый из которых включает в себя соответствующее клапанное устройство 18, 20 для регулировки потока и давления гидравлической текучей среды из источника в соответствующие цилиндры.The circuit includes two separate sections for supplying pressurized fluid to
Как объяснено выше, клапаны относятся к клапанам типа PPRR, которые включают в себя золотник 21, который может скользить взад и вперед внутри клапана для соединения впускного и выпускного отверстий 22, 23 с линией 24 до соответствующего цилиндра. Золотник приводится в движение соленоидом 25 для размещения золотника в требуемом положении для создания требуемого давления в зависимости от сигнала на соленоид, обеспечиваемого контроллером 28 на линии 29 управления. Золотник также управляется пилотным давлением на линиях 30 и 31, соответственно соединенных с впуском и выпуском клапана. Такие клапаны поставляются на рынок множеством поставщиков и известны как пропорциональные клапаны снижения/сброса давления. Они служат для поддержания давления в цилиндре, когда оно подается по линии 24, на заданном значении, установленном сигналом на линии 29 от системы управления, путем многократной подачи и выпуска текучей среды относительно цилиндра через отверстия 22 и 23.As explained above, the valves are of the PPRR type, which include a
Сигнал управления для клапанов генерируется и регулируется электронной системой управления для изменения заданного давления в соответствующем цилиндре в зависимости от значения подаваемого сигнала.The control signal for the valves is generated and controlled by the electronic control system to change the target pressure in the corresponding cylinder, depending on the value of the applied signal.
Таким образом, клапанное устройство включает в себя первое соединение 33 с источником 12 и второе соединение 34 с обратной линией вместе с выпуском 24 в цилиндр.Thus, the valve assembly includes a
Клапанный компонент служит для управления потоком гидравлической текучей среды от источника в плавающий цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из плавающего цилиндра в обратную линию для поддержания гидравлического давления в плавающем цилиндре на заданном значении, устанавливаемом в зависимости от сигнала управления от системы управления.The valve component controls the flow of hydraulic fluid from the source to the floating cylinder and the flow of hydraulic fluid from the floating cylinder to the return line to maintain the hydraulic pressure in the floating cylinder at a predetermined value based on a control signal from the control system.
Система 28 управления включает в себя подкомпонент 35, который служит для генерации переменного сигнала для обеспечения устройства, вызывающего относительное возвратно-поступательное перемещение в режиме переменных волн между поршневым компонентом плавающего цилиндра и цилиндрическим компонентом плавающего цилиндра, чтобы поддерживать перемещение между компонентами на уплотнениях цилиндра для уменьшения эффекта статического трения.The
То есть относительное возвратно-поступательное перемещение обеспечивается сигналом в режиме переменных волн, подаваемым электронной системой управления клапанному устройству для изменения заданного давления в зависимости от значения сигнала в режиме переменных волн.That is, the relative reciprocating movement is provided by a signal in the alternating wave mode supplied by the electronic control system to the valve device to change the set pressure depending on the value of the signal in the alternating wave mode.
Подкомпонент 35 управляется системой 28 управления так, что режим переменных волн применяется только тогда, когда цилиндр находится в режиме плавания, и не применяется, когда цилиндр используется в состоянии подъема или опускания.
Контур дополнительно включает в себя датчики 40 и 41 давления, которые определяют давление в линиях подачи текучей среды в цилиндры для обеспечения сигнала, который передается в систему 28 управления. Поскольку клапаны выполнены с возможностью обеспечения выходного давления в ответ на подаваемый сигнал управления, измерение выходного давления теоретически не требуется. Однако с учетом температуры и других изменений, которые могут происходить, желательно проверять выходное давления, чтобы убедиться, что оно не отклоняется с течением времени и поддерживает на требуемом значении, которое определено сигналом управления. Проверка обратной связи, обеспечиваемая датчиками давления, может выполняться периодически, и не является частью работы системы управления для генерации выходных сигналов.The loop further includes
Датчики 120 и 121 положения, которые определяют положение цилиндров, обеспечивают сигнал, который подается обратно в систему 28 управления. Система может работать с использованием только входного сигнала от датчиков положения, поскольку система 28 управления может вычислять на основе изменений сигнала от датчиков положения как скорость, так и ускорение цилиндра и, следовательно, жатки. Подходящий алгоритм выполнения таких вычислений, разумеется, хорошо известен специалистам в данной области техники. Однако в дополнение к датчикам положения или в качестве альтернативы система может включать в себя акселерометр 42, установленный на жатке в одном или более подходящих местах для обеспечения выходного сигнала, указывающего относительное перемещение жатки и ускорение жатки.
Контур может дополнительно включать в себя ввод 45 оператора, который позволяет оператору вводить различные параметры при необходимости для управления системой 28 управления. Система управления также включает в себя входные линии, реагирующие на различные параметры работающей жатки, включающие в себя, например, индикатор 46 скорости относительно земли и индикатор 47 состояния сельскохозяйственной культуры. Они показаны лишь схематически, поскольку специалисты в данной области техники могут определить подходящие входные параметры. Может быть обеспечена дополнительная входная линия от системы 48 прогнозирования, которая может использовать датчики высоты земли и высоты сельскохозяйственной культуры для предварительного определения предполагаемой высоты срезающего действия. Для прогнозирования препятствий или требуемых изменений высоты срезания может использоваться сигнал, так что система управления может генерировать подходящие сигналы для подъема или опускания цилиндров 116, 117 в требуемое положение.The loop may further include an
Электронная система управления выполнена с возможностью обеспечения динамического управления подъемным усилием, прикладываемым цилиндрами к жатке. Таким образом, в ответ на любое перемещение жатки, обнаруживаемое датчиками положения или другим акселерометром и датчиками относительного перемещения, система управления может изменять давление, подаваемое в цилиндры регулировочными клапанами, для увеличения или уменьшения подъемного усилия относительно заданного состояния плавания для изменения перемещения жатки.The electronic control system is designed to provide dynamic control of the lifting force applied by the cylinders to the header. Thus, in response to any header movement detected by position sensors or other accelerometer and relative motion sensors, the control system can vary the pressure applied to the cylinders by the control valves to increase or decrease lift relative to a set float state to alter header movement.
Таким образом, например, при обнаружении ускорения при плавающем перемещении вверх система управления может действовать для изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для содействия ускорению при плавающем перемещении вверх.Thus, for example, upon detection of acceleration in floating upward travel, the control system can act to change the control signal to increase the lifting force to facilitate acceleration in floating upward travel.
Кроме того, при обнаружении завершения ускорения вверх при плавающем перемещении вверх электронная система управления может действовать для изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для демпфирования перемещения вверх.In addition, upon detecting completion of upward acceleration in the floating upward movement, the electronic control system may act to modify the control signal to reduce the lifting force to damp the upward movement.
Два этих динамических действия могут использоваться, например, при столкновении с препятствием или при быстром подъеме уровня земли для быстрого ускорения перемещения жатки вверх для отрыва от земли, а затем для прекращения перемещения вверх за счет демпфирующего действия, вызывающего максимально быстрое плавающее перемещение жатки вниз. Для более быстрого перемещения жатки вниз электронная система управления может действовать для изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия до значения, меньшего, чем установленное значение плавающего перемещения.These two dynamic actions can be used, for example, when hitting an obstacle or when raising the ground level quickly to quickly accelerate the header up to lift off the ground, and then to stop the upward movement by damping the header to float down as quickly as possible. To move the header down more quickly, the electronic control system can act to change the control signal to reduce the lift to less than the float setpoint.
Симметрично, при обнаружении ускорения при плавающем перемещении вниз электронная система управления может действовать для изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для содействия ускорению при плавающем перемещении вниз, а при обнаружении завершения ускорения при плавающем перемещении вниз для изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для демпфирования перемещения вниз.Symmetrically, when floating downward acceleration is detected, the electronic control can act to change the control signal to reduce the lifting force to promote acceleration in the floating downward motion, and when it detects the end of floating downward acceleration, to change the control signal to increase the lifting force to damp the motion. down.
На Фиг. 3 показано устройство, в котором обеспечен дополнительный аккумулятор 60, который имеет датчик 61 давления и клапан 62 подачи. Этот аккумулятор может использоваться для обеспечения достаточного потока текучей среды во впуск клапанов 18 и 20 для удовлетворения требований быстрого потока текучей среды в цилиндры, если это необходимо. Таким образом, если источник 16 давления, который содержит насос, имеет недостаточный расход при запуске, поток может обеспечиваться аккумулятором.FIG. 3 shows a device in which an
На Фиг. 4 показан возможный гидравлический контур для захвата энергии плавающего перемещения жатки, который также может быть использован.FIG. 4 shows a possible hydraulic circuit for capturing the floating movement of the header, which can also be used.
В этом варианте изобретения цилиндры 116 и 117 перевернуты относительно цилиндров, показанных на Фиг. 2 и 3. Также давлению, подаваемому в цилиндры от клапанов 18 и 20, противодействует давление от источника 201, включающего в себя аккумулятор 200 при постоянном давлении, так что подъемное усилие создается за счет разности давлений от клапанов 18 и 20 относительно давления от источника 201. Другими словами, подъемное перемещение обеспечивается давлением от источника 201, и ему противодействует давление, подаваемое клапанами 18 и 20, для уменьшения подъемного усилия до значения, определяемого клапанами 18, 20 под управлением системы 28 управления. В связи с этим для увеличения подъемного усилия давление в цилиндрах, подаваемое клапанами 18, 20, уменьшается, и наоборот.In this embodiment, the
То есть имеется дополнительный аккумулятор 200, который подает энергию для плавающего перемещения плавающим цилиндрам, которая выше, чем обычно требуется для плавающего перемещения жатки. PPRR-клапаны 18, 20 управляются для добавления направленного вниз усилия цилиндрам 116, 117 для плавающего перемещения жатки вниз до земли. Система управления для PPRR-клапанов аналогична устройству, описанному выше, но при использовании этой системы поток и/или давление, требуемые для регулировки плавающего перемещения, являются более низкими.That is, there is an
Также при использовании этой системы система захватывает энергию жатки, совершающей плавающее перемещение вниз, в аккумулятор 200 с использованием промежуточного запорного клапана 203, который служит в качестве запорного клапана, используемого, когда плавающее перемещение должно быть прекращено. Датчик 202 давления и регулировочный клапан 204 используются в сочетании с контроллером 28 для управления давлением в аккумуляторной системе.Also using this system, the system captures energy from the header floating downward into the
В большинстве случаев каждый цилиндр 116, 117 в этом устройстве будет иметь отдельный аккумулятор 200, независимый от аккумулятора другого цилиндра. Поскольку перемещение поршня в цилиндре 116, 117 изменяет объем камеры под поршнем, которая представляет собой сторону подъемного давления поршня, текучая среда должна проходить между нижней/подъемной камерой и соответствующим аккумулятором 200, что изменит давление в камере, поскольку аккумулятор имеет конечный объем. Таким образом, это изменение давления изменит подъемное давление и, следовательно, потребует изменения направленного вниз давления от верхней камеры и клапана 18, 20 для поддержания требуемого общего подъемного усилия. Это может быть скомпенсировано путем использования сигнала от датчика для вычисления изменения давления, которое происходит, или более предпочтительно давление на каждом из двух аккумуляторов 200 определяется датчиком 202 давления и передается в систему 28 управления. Это позволяет вычислить требуемое давление в верхней или нижней камере давления для учета требуемого изменения для получения нового заданного значения для давления, а также требуемое изменение для учета изменения подъемного давления в нижней камере.In most cases, each
Как указано выше, оно поддерживается на постоянном значении, которое может быть разным в зависимости от различных рабочих параметров, и изменения подъемного усилия применяются клапанами 18, 20 с верхней стороны поршня для применения изменения давления, противодействующего постоянному направленному вверх усилию с нижней стороны поршня.As indicated above, it is kept constant, which can vary with different operating parameters, and the lift force changes are applied by the upper side of the
Таким образом, плавающие цилиндры могут использоваться в любой ориентации и показаны перевернутыми в этом варианте осуществления. Следует понимать, что плавающие цилиндры также могут использоваться во втягиваемой конфигурации, а не в выталкиваемой конфигурации. На всех Фиг. 2, 3 и 4 вес жатки направлен вниз. То есть изменения давления, подаваемого клапанами, могут использоваться в нескольких разных ориентациях для изменения подъемного усилия, создаваемого цилиндрами.Thus, the floating cylinders can be used in any orientation and are shown inverted in this embodiment. It should be understood that floating cylinders can also be used in a retractable configuration rather than a push-out configuration. In all FIGS. 2, 3 and 4 header weight down. That is, changes in the pressure supplied by the valves can be used in several different orientations to vary the lift generated by the cylinders.
Датчики для сбора информации о динамическом состоянии орудия могут включать в себя линейный потенциометр, который измеряет выдвижение гидравлического цилиндра, и преобразователь давления, обеспечивающий обратную связь по подаваемому давлению. В других интерпретациях усилие, передаваемое на орудие с помощью гидравлического цилиндра, может отслеживаться преобразователем усилия, или высота орудия от земли может измеряться либо непосредственно, либо опосредованно.Sensors for collecting information about the dynamic state of the implement may include a linear potentiometer that measures the extension of the hydraulic cylinder, and a pressure transducer that provides feedback on the applied pressure. In other interpretations, the force transmitted to the implement by the hydraulic cylinder can be monitored by a force transducer, or the height of the implement from the ground can be measured either directly or indirectly.
В дополнение, вместо вычисления скорости и ускорения на основе датчика положения датчики перемещения и акселерометры могут использоваться для обеспечения прямых сигналов, пропорциональных этим значениям.In addition, instead of calculating speed and acceleration based on a position sensor, displacement sensors and accelerometers can be used to provide direct signals proportional to these values.
Устройство может использоваться для достижения полностью регулируемой жесткости пружины для динамики плавающей системы орудия.The device can be used to achieve a fully adjustable spring rate for the floating dynamics of the implement.
Устройство может использоваться для достижения полностью регулируемого демпфирования для динамики плавающей системы орудия.The device can be used to achieve fully adjustable damping for the floating dynamics of the implement.
Устройство может использоваться для достижения полностью регулируемой динамики плавающей системы на основе рабочего состояния орудия, включающего в себя без ограничения высоту орудия, скорость относительно земли и изменения рельефа местности (угол наклона и т.д.).The device can be used to achieve fully adjustable floating system dynamics based on the operating state of the implement, including, without limitation, implement height, ground speed and terrain changes (tilt angle, etc.).
Устройство может обеспечить оператору выбор из предварительно заданной динамики плавающей системы, которая может адаптироваться к различным полевым условиям и орудиям.The device can provide the operator with a choice of predefined floating system dynamics that can adapt to different field conditions and implements.
Хотя существующие плавающие системы могут обеспечивать приемлемые усилия на землю, когда жатка неподвижна, так как прикладываемое усилие, в общем, независимо от состояния движения жатки, жатка будет по-прежнему динамически отвечать на основе ее массы, а не заданного значения плавающей системы. Например, плавающая система может быть установлена так, что усилие на землю составляет 500 фунтов (226,796 кг), однако для того, чтобы жатка ускорялась при перемещении вверх или вниз, требуется дополнительный ввод усилия. На основе второго закона Ньютона (F=ma), это дополнительное усилие будет создавать ускорение жатки, которое обратно пропорционально массе жатки. В связи с этим, хотя жатка может быть статически легкой (т.е. легкой, когда она неподвижна), для того, чтобы она фактически перемещалась вверх и вниз, огибая рельеф земли, ее динамика будет по-прежнему регулироваться ее массой, и более высокие усилия на землю будут требоваться для фактического подъема жатки. Смысл этого устройства заключается в том, что чем меньше установлено статическое усилие на землю, тем медленнее может опускаться жатка. Это связано с тем, что максимальное входное усилие в плавающую систему для опускания жатки равно плавающему весу жатки. В связи с этим, чем меньше плавающий вес жатки, тем меньше получаемое ускорение. Трение в системе также будет влиять на то, насколько легкой может быть плавающая система. Трение создает асимметрию между требуемым усилием на землю при подъеме и опускании жатки. Это приводит к более высокому усилию на землю при подъеме и более медленному перемещению при опускании. Это также создает ограничение на то, насколько легким может быть установлено статическое усилие на землю, поскольку плавающий вес должен быть больше, чем трение в системе, для того, чтобы жатка фактически могла опускаться после подъема.Although existing floating systems can provide acceptable ground forces when the header is stationary, the force applied, in general, regardless of the state of movement of the header, will still dynamically respond based on its weight rather than the floating system's setpoint. For example, the float system can be set to force 500 lb (226.796 kg) to the ground, but additional force input is required to get the header to accelerate when moving up or down. Based on Newton's second law (F = ma), this extra force will create header acceleration that is inversely proportional to header mass. Therefore, while the header may be statically light (i.e. light when stationary), in order for it to actually move up and down around the ground, its dynamics will still be controlled by its weight, and more high ground forces will be required to actually lift the header. The idea behind this device is that the less the static force on the ground is set, the slower the header can be lowered. This is because the maximum input to the floating system to lower the header is equal to the floating weight of the header. Therefore, the lower the floating weight of the header, the less acceleration will be obtained. The friction in the system will also affect how light the float can be. Friction creates an asymmetry between the required ground force when raising and lowering the header. This results in a higher ground force when lifting and slower travel when lowering. This also creates a limitation on how light the static force on the ground can be set, since the floating weight must be greater than the friction in the system in order for the header to actually lower after being lifted.
Плавающая система в соответствии с настоящим изобретением позволяет уменьшить эти ограничения, так как усилие, прикладываемое плавающей системой, может регулироваться на основе состояния движения жатки. На основе собранной обратной связи от датчиков контроллер может фактически добавлять большее усилие в систему при подъеме жатки для содействия более быстрому подъему с меньшим усилием на землю. Дополнительно, когда жатка начинает опускаться, контроллер может уменьшать прикладываемое усилие, так что она опускается быстрее. За счет возможности регулировки усилия, обеспечиваемого плавающей системой, на основе состояния движения жатки, динамика жатки может быть изменена так, что она больше не регулируется только массой жатки. Это может позволить тяжелой жатке не только оказывать приемлемое усилие на землю в неподвижном состоянии, но также подниматься и опускаться так, как если бы она фактически имела меньшую массу. Это также преодолевает ограничение, заключающееся в том, что минимальное ускорение перемещения вниз связано с плавающим весом жатки, что также обеспечивает меньшее стационарное усилие на землю плавающей системы, чем может быть достигнуто при использовании традиционной плавающей системы.The floating system in accordance with the present invention allows these limitations to be reduced since the force exerted by the floating system can be adjusted based on the state of movement of the header. Based on the collected sensor feedback, the controller can actually add more force to the system as the header is raised to facilitate faster lifting with less force to the ground. Additionally, when the header begins to lower, the controller can reduce the applied force so that it descends faster. By adjusting the force provided by the floating system based on the state of movement of the header, the dynamics of the header can be changed so that it is no longer controlled by the weight of the header alone. This can allow the heavy header not only to exert an acceptable force on the ground when stationary, but also to raise and lower as if it actually had a lighter weight. It also overcomes the limitation that the minimum downward acceleration is due to the floating header weight, which also provides less stationary ground force of the floating system than can be achieved with a traditional floating system.
Желательно обеспечить механические улучшения, например, уменьшение трения в системе, меньшую зону нечувствительности в гидравлическом клапане и уменьшение гидравлического ограничения потока, подаваемого в цилиндр и из него, поскольку это уменьшит величину вмешательства, требуемого контроллером для получения благоприятной динамики. Улучшение качества сигналов обратной связи для уменьшения эффектов шума (как механического, так и электрического) обеспечивает контроллер более надежными данными, на основе которых принимаются решения по управлению.It is desirable to provide mechanical improvements, such as reduced system friction, less deadband in the hydraulic valve, and reduced hydraulic restriction of flow to and from the cylinder, as this will reduce the amount of intervention required by the controller to obtain favorable dynamics. Improving the quality of feedback signals to reduce the effects of noise (both mechanical and electrical) provides the controller with more reliable data from which to base control decisions.
Назначение плавающей системы заключается в уменьшении усилия жатки на землю для уменьшения износа и улучшения способности огибания рельефа земли. На сегодняшний день все плавающие системы основаны на статическом равновесии орудия. Другими словами, усилие прикладывается таким образом, что оно поднимает часть веса жатки, так что усилие на землю снижается. При условии, что жатка не перемещается вверх или вниз во всем диапазоне плавающего перемещения, эта система эффективна с точки зрения уменьшения усилия на землю. Например, если жатка весит 7000 фунтов (3175,147 кг), а плавающая система способна удерживать 6800 фунтов (3084,428 кг), то только 200 фунтов (90,7185 кг) будет взаимодействовать с землей. Однако при рассмотрении только статического состояния системы игнорируется два важных фактора, а именно трение и инерция.The purpose of the floating system is to reduce the force of the header on the ground to reduce wear and improve the ability to bend around the ground. Today, all floating systems are based on static equilibrium of the weapon. In other words, the force is applied in such a way that it lifts some of the header weight so that the force on the ground is reduced. Provided the header does not move up or down throughout the full float range, this system is effective in reducing effort on the ground. For example, if the header weighs 7000 lb (3175.147 kg) and the float is capable of holding 6800 lb (3084.428 kg), then only 200 lb (90.7185 kg) will contact the ground. However, when considering only the static state of the system, two important factors are ignored, namely friction and inertia.
В системе без трения усилие на землю одинаково, независимо от того, поднимается или опускается жатка (при условии, что это делается очень медленно). Однако при добавлении трения в систему усилие на землю больше не является одинаковым при подъеме и опускании. Фактически разница между усилием на землю при подъеме и опускании равна двойному трению в системе. В результате трения имеется минимальное усилие на землю, которое может быть достигнуто. Если это минимальное пороговое значение превышается, жатка больше не будет опускаться под своим собственным влиянием после подъема, поскольку плавающий вес жатки является не достаточным для преодоления трения. Хотя минимизация трения в системе может способствовать уменьшению этого эффекта, это по-прежнему будет ограничением системы.In a frictionless system, the force on the ground is the same whether the header is raised or lowered (provided this is done very slowly). However, by adding friction to the system, the ground force is no longer the same when lifting and lowering. In fact, the difference between the force on the ground when lifting and lowering is equal to twice the friction in the system. As a result of friction, there is minimal ground force that can be achieved. If this minimum threshold is exceeded, the header will no longer lower under its own influence after lifting, as the floating weight of the header is not sufficient to overcome friction. While minimizing system friction can help reduce this effect, it will still be a limitation of the system.
Другим важным недостатком плавающей системы, основанной на статическом равновесии, является то, что динамика жатки будет по-прежнему регулироваться весом жатки, когда она находится в движении. На основе второго закона Ньютона:Another major disadvantage of a floating system based on static balance is that the header dynamics will still be controlled by the header weight when the header is in motion. Based on Newton's second law:
Таким образом, жатка весом 7000 фунтов (3175,147 кг) (без трения) со статическим усилием на землю 200 фунтов (90,7185 кг) может достигать максимального ускорения перемещения вниз лишь 0,03 g. Также для ускорения перемещения жатки вверх 0,1 g требуется усилие на землю 900 фунтов (408,233 кг). Хотя статическое усилие на землю может быть достаточно небольшим, чем меньше оно становится, тем медленнее жатка может опускаться после подъема. Также наклон линии (и, следовательно, усилие на землю, требуемое для получения данного ускорения) остается связан с массой жатки, а не с заданным значением плавающей системы. Из-за этого ограничения жатка по-прежнему будет динамически отвечать так, будто она весит 7000 фунтов (3175,147 кг); и все, что может изменить плавающая система, это статическое усилие системы на землю. Неудивительно, что, когда эффект трения сочетается с этим ограничением, имеются ограничения в отношении того, насколько легкой может стать существующая плавающая система до ухудшения ее способности огибания рельефа земли.Thus, a 7,000 lb (3175.147 kg) header (no friction) with 200 lb (90.7185 kg) static ground force can achieve a maximum downward acceleration of only 0.03 g. Also, 900 lb (408.233 kg) ground force is required to accelerate header travel up to 0.1 g. Although the static force on the ground can be quite small, the less it becomes, the slower the header can lower after being lifted. Also, the slope of the line (and therefore the force on the ground required to obtain a given acceleration) remains related to the weight of the header, and not to the set point of the float system. Because of this limitation, the header will still dynamically respond as if it weighs 7000 lbs (3175.147 kg); and all that a floating system can change is the static force of the system on the ground. Unsurprisingly, when the effect of friction is combined with this limitation, there are limitations on how light an existing floating system can become before its ability to bend around the ground is degraded.
Для улучшения динамического ответа плавающей системы необходимо не только изменить статическое усилие плавающей системы на землю, но и то, какое усилие на землю требуется для подъема и опускания жатки. Гидравлическая плавающая система, описанная в настоящем документе, обеспечивает это путем введения обратной связи, касающейся динамического состояния системы, в систему управления плавающим перемещением. Хотя для вывода информации, касающейся динамического состояния системы (например, усилия, гидравлического давления или других кинетических измерений) может использоваться множество различных измерений, как описано в настоящем документе, выдвижение плавающего цилиндра измеряется потенциометром, и этот сигнал может быть численно дифференцирован для определения полного кинематического состояния системы.To improve the dynamic response of the floating system, it is necessary not only to change the static force of the floating system on the ground, but also how much force on the ground is required to raise and lower the header. The hydraulic float system described herein does this by injecting dynamic system state feedback into the float control system. Although many different measurements can be used to output information regarding the dynamic state of the system (e.g., force, hydraulic pressure, or other kinetic measurements), as described herein, the extension of the floating cylinder is measured with a potentiometer, and this signal can be numerically differentiated to determine the total kinematic system state.
Для изменения динамики жатки с использованием плавающей системы входное усилие от плавающей системы не может оставаться постоянным, вместо этого оно должно меняться в зависимости от динамического состояния (скорости и ускорения) жатки. Целью алгоритма управления является не только уменьшение статического усилия на землю, когда жатка неподвижна, но и уменьшение величины усилия, требуемого для подъема жатки, и обеспечение более быстрого опускания жатки (как если бы жатка была более легкой). Такая система обеспечивает меньшее усилие на землю, а также лучшую способность огибания рельефа земли. Динамически меняющееся усилие, прикладываемое плавающей системой, может уменьшать влияние трения в системе.To alter header dynamics using a floating system, the input force from the floating system cannot be kept constant; instead, it must vary with the dynamic state (speed and acceleration) of the header. The purpose of the control algorithm is not only to reduce the static force on the ground when the header is stationary, but also to reduce the amount of force required to raise the header and lower the header more quickly (as if the header was lighter). This system provides less ground force as well as better ground contouring ability. The dynamically varying force applied by the floating system can reduce the effect of friction in the system.
Целевое давление, вычисленное на основе положения, скорости и ускорения цилиндра, генерируется с использованием простого PID-контроллера. Этот PID-контроллер периодически просматривает разницу между целевым давлением и измеренным давлением и затем регулирует выходной сигнал для минимизации ошибки. PID-контроллер может быть дополнен справочной таблицей без обратной связи. Возможность стабильно и надежно поддерживать давление в цилиндре на целевом значении позволяет обеспечить быстрый и стабильный ответ цилиндра.The target pressure, calculated from the position, speed and acceleration of the cylinder, is generated using a simple PID controller. This PID controller periodically monitors the difference between the target pressure and the measured pressure and then adjusts the output to minimize error. The PID controller can be supplemented with an open loop lookup table. The ability to stably and reliably maintain the cylinder pressure at the target value allows for a quick and stable cylinder response.
Для уменьшения величины гистерезиса в системе на выходной сигнал в PWM-клапан накладывается подмешивание. Подмешивание представляет собой преднамеренное добавление «шума» в сигнал. В этом случае были использованы синусоидальные подмешивающиеся волны. Следует отметить, что, хотя выходной сигнал контроллера может быть синусоидальным, обеспечиваемое колебание давления не обязательно является идеально синусоидальным из-за способности гидравлики воспроизводить входной сигнал. Подмешивающийся сигнал был вычислен и просто добавлен к выходному сигналу PID-контроллера для получения общего выходного сигнала для клапана.To reduce the amount of hysteresis in the system, an admixture is applied to the output signal to the PWM valve. Dithering is the deliberate addition of "noise" to a signal. In this case, sinusoidal mixing waves were used. It should be noted that although the controller output may be sinusoidal, the pressure fluctuation provided is not necessarily perfectly sinusoidal due to the ability of the hydraulics to reproduce the input signal. The dither signal was calculated and simply added to the output of the PID controller to obtain a common output for the valve.
Есть три параметра, которые можно регулировать для изменения характера подмешивания; а именно амплитуда, период и форма (синусоидальная, квадратная, треугольная и т.д.) волны. Для уменьшения гистерезиса и улучшения ответа системы может быть использовано множество различных параметров.There are three parameters that can be adjusted to change the mixing behavior; namely the amplitude, period and shape (sine, square, triangular, etc.) of the wave. Many different parameters can be used to reduce hysteresis and improve system response.
Относительно эффективное подмешивание может быть достигнуто с использованием периода подмешивающейся волны только 80-100 мс и амплитудой только 2% общего диапазона рабочего цикла работающего PWM-клапана, хотя для достижения подобного результата может быть необходим как более длинный период, так и более высокая амплитуда подмешивающейся волны.Relatively efficient mixing can be achieved using a mixing wave period of only 80-100 ms and an amplitude of only 2% of the total duty cycle of an operating PWM valve, although both a longer period and a higher amplitude of the mixing wave may be needed to achieve this result. ...
Период подмешивающейся волны, по-видимому, ограничен на нижнем конце отзывчивостью PRR-клапана, а также способностью подавать поток, требуемый для перемещения цилиндра. Выше этого нижнего предела эффект подмешивающейся волны более непосредственно связан с входной мощностью каждой формы полуволны. Вследствие этого при более коротком периоде подмешивающейся волны необходима форма волны с более высокой амплитудой, хотя при более длинном периоде подмешивающейся волны может быть использована форма волны с более низкой амплитудой. Поддержание величины подмешивания на уровне 7% и изменение периода подмешивания на уровне коротких периодов подмешивания <150 мс не были особо эффективными. Периоды подмешивания 200-250 мс являются эффективными, хотя, если период подмешивания дополнительно увеличивается, жатка может заметно трястись. Эта тряска может быть уменьшена путем уменьшения амплитуды формы волны так, что мощность каждой формы полуволны снижается. Однако лучше всего поддерживать период подмешивания максимально коротким для улучшения времени ответа системы, таким образом, следует выбрать самый короткий период подмешивания, который является эффективным.The mixing wave period appears to be limited at the lower end by the responsiveness of the PRR valve as well as the ability to deliver the flow required to move the cylinder. Above this lower limit, the mixing wave effect is more directly related to the input power of each half-waveform. As a consequence, a shorter dither period requires a higher amplitude waveform, although a longer dither period may use a lower amplitude waveform. Maintaining the blend amount at 7% and changing the blend period at short blend times <150 ms were not particularly effective. Mixing periods of 200-250ms are effective, although if the mixing period is further extended, the header may shake noticeably. This shaking can be reduced by decreasing the amplitude of the waveform so that the power of each half-waveform is reduced. However, it is best to keep the mixing period as short as possible to improve the system response time, so the shortest mixing period that is effective should be selected.
Любое требуемое движение будет обеспечиваться только половиной формы подмешивающейся волны и сдерживаться другой половиной. Полезно интерпретировать подмешивающуюся волну как контроллер, который последовательно проверяет, стремится ли жатка подняться, а затем проверяет, стремится ли она опуститься. Величина мощности подмешивающейся полуволны, требуемая для выполнения этих проверок, будет относиться как к трению в системе, так и к отзывчивости гидравлики. Полезно прекращать подмешивание в состоянии подъема или опускания, поскольку половина подмешивающейся волны будет противодействовать предполагаемому движению.Any required movement will be provided by only half of the mixing waveform and constrained by the other half. It is helpful to interpret the mixing wave as a controller that sequentially checks to see if the header tends to rise and then checks to see if it tends to lower. The amount of mixing half-wave power required to perform these checks will relate to both system friction and hydraulic responsiveness. It is useful to stop mixing while rising or falling, as half of the mixing wave will oppose the intended motion.
Ввод давления, положения, скорости и ускорения в структуру управления вычисляются следующим образом. Как рассмотрено выше, цилиндр поддерживается в состоянии постоянного перемещения за счет давления в цилиндре, постоянно слегка изменяющегося за счет синусоидальной волны, применяемой в отношении выхода клапана (что называется подмешиванием). Это может затруднять определение давления и положения цилиндра, поскольку это добавляет существенное количество шума. В результате для различения основного перемещения системы при игнорировании движения, обусловленного подмешиванием, используются технологии фильтрации и усреднения. Эти технологии могут сохранять большую отзывчивость с использованием свойств подмешивающейся волны вместо простой более агрессивной фильтрации.The entry of pressure, position, velocity and acceleration into the control structure is calculated as follows. As discussed above, the cylinder is kept in a constant state of movement by the pressure in the cylinder being constantly slightly varied by a sine wave applied to the valve outlet (called mixing). This can make it difficult to determine the pressure and position of the cylinder as it adds a significant amount of noise. As a result, filtering and averaging technologies are used to distinguish the main movement of the system while ignoring the movement due to mixing. These technologies can be more responsive by using mixing wave properties instead of just more aggressive filtering.
Так как подмешивание создает изменение давления в цилиндре, а также положения, оба этих значения усредняются за один период подмешивающейся волны для уменьшения влияния этого подмешивания на вычисление. Следовательно, для улучшения отзывчивости этого вычисления желателен более короткий период подмешивания.Since mixing creates a change in cylinder pressure as well as position, both of these values are averaged over one period of the mixing wave to reduce the effect of this mixing on the calculation. Therefore, to improve the responsiveness of this calculation, a shorter mixing period is desirable.
Поскольку показатели скорости и ускорения основаны на вычислении разности, они выполняются иначе по сравнению с показателями положения и давления; и вместо рассмотрения только одного периода подмешивания, эти вычисления рассматривают два последних периода подмешивания. Затем положение (или скорость) сравнивается в эквивалентных местоположениях подмешивающейся волны. Это обеспечивает вычисление, чувствительное к изменениям положения, которые меньше по величине, чем изменения, создаваемые подмешивающейся волной. Также вычисление усредняется за один период подмешивания. Скорость вычисляется путем рассмотрения того, насколько изменилось положение между сравниваемыми местоположениями в форме подмешивающейся волны. Для того, чтобы гидравлическая плавающая система имела достаточную способность огибания рельефа земли, желательно, чтобы она имитировала ответ пружины. Для имитирования пружинного эффекта, выдвижение цилиндра используется для изменения давления в цилиндре. В этом случае добавлена простая линейная жесткость пружины. Жесткость пружины вводится путем создания линейной функции, которая определяет целевое давление на основе измеренного выдвижения цилиндра. Это приводит к увеличению требуемого входного усилия, поскольку боковая часть поднимается. Приведенное ниже уравнение показывает самую последнюю жесткость пружины, используемую для изменения динамики жатки:Since the speed and acceleration readings are based on the calculation of the difference, they are performed differently from the position and pressure readings; and instead of considering only one mixing period, these calculations consider the last two mixing periods. The position (or velocity) is then compared at the equivalent positions of the mixing wave. This provides a computation that is sensitive to changes in position that are smaller in magnitude than the changes produced by the mixing wave. Also, the calculation is averaged over one mixing period. Velocity is calculated by considering how much the position has changed between the compared locations in the form of an interfering wave. In order for the hydraulic floating system to have sufficient ground bending ability, it is desirable that it mimic the response of a spring. To simulate the spring effect, cylinder extension is used to change the pressure in the cylinder. In this case, a simple linear spring rate has been added. The spring rate is entered by creating a linear function that determines the target pressure based on the measured cylinder extension. This leads to an increase in the required input force as the side portion rises. The equation below shows the most recent spring rate used to change header dynamics:
На основе существующей пружинной системы считается, что увеличение веса жатки при подъеме является предпочтительным. Это имеет эффект смещения жатки, так что она естественным образом стремиться опуститься. Однако при условии, что целевое давление на заданной высоте приводит к ненулевому усилию на землю, жатка всегда должна стремиться опуститься. Если рельеф местности обуславливает длительные периоды, в течение которых жатка поднята или опущена, эти периоды времени проходят с усилием на землю, которое меньше или больше, чем заданное значение. При условии, что жесткость пружины не установлена слишком агрессивной, это вероятнее всего не является проблемой, однако может быть целесообразным обеспечить более равномерный ответ жатки во всем диапазоне движения для предотвращения слишком легкого и стремительного подъема, когда она является слишком тяжелой, и склонности к нажиму, когда она является слишком легкой.Based on the existing spring system, it is believed that increasing the header weight when lifting is preferred. This has the effect of shifting the header so that it naturally tends to lower. However, provided that target pressure at a given height results in a non-zero force on the ground, the header should always tend to lower. If the terrain causes extended periods during which the header is raised or lowered, those periods of time will be applied with less or greater force to the ground than the set value. Provided the spring rate is not set too aggressive, this is most likely not a problem, but it may be advisable to provide a more uniform header response throughout the range of travel to prevent lifting too lightly and rapidly when it is too heavy and prone to pushing. when it is too light.
В одном устройстве заданное давление жатки может следовать за скользящим средним положения жатки. Это является эффективным способом реализации жесткости пружины без ущерба для характеристик давления жатки в случае продолжительных периодов времени за пределами ее нормального положения. Такое устройство заставляет жатку изначально стремиться вернуться в ее последнее положение (либо путем утяжеления при подъеме, либо путем облегчения при опускании), но адаптируется к изменению положения при сохранении в течение определенного периода времени.In one arrangement, the header set pressure can follow the sliding average of the header position. This is an effective way of realizing spring stiffness without compromising header pressure characteristics for extended periods of time outside of its normal position. Such a device causes the header to initially strive to return to its last position (either by making it heavier when lifting or lightening when lowering), but adapts to the change in position while maintaining it for a period of time.
В дополнение к изменению динамики жатки относительно положения жатки за счет использования жесткости пружины, для изменения целевого давления относительно скорости и ускорения также используется сигнал потенциометра жатки. Как описано выше, показатели скорости и ускорения вычисляются для минимизации обнаружения перемещения, обусловленного подмешиванием, чтобы сфокусироваться только на основном перемещении жатки.In addition to altering header dynamics relative to header position by using spring rate, the header potentiometer signal is also used to change target pressure relative to speed and acceleration. As described above, the speed and acceleration rates are calculated to minimize detection of movement due to mixing so as to focus only on the main movement of the header.
Показатель скорости относится к демпфированию системы. Однако, поскольку жатка уже имела чрезмерно демпфированный ответ, этот показатель используется для уменьшения демпфирования системы путем усиления движения жатки. Этот показатель имеет некоторые сходства с давлениями, содействующими подъему и опусканию, за исключением того, что вместо добавления постоянного давления к целевому, эффект изменяется в зависимости от скорости жатки. Следует отметить, что этот показатель будет стремиться дестабилизировать жатку. Полезно построить нелинейную функцию на основе скорости, которая ограничивает меньшие скорости и усиливает большие скорости. Вероятно, также было бы полезно сделать этот показатель насыщенным при максимальном значении для гарантии того, что этот эффект не уменьшит требуемое усилие на землю для подъема жатки до значения меньше нуля (что вызовет продолжение ускорения жатки при перемещении вверх до тех пор, пока она не достигнет полностью поднятого положения).The speed indicator refers to the damping of the system. However, since the header already had an overly damped response, this figure is used to reduce system damping by increasing header movement. This metric has some similarities to the pressures that assist lift and lower, except that instead of adding constant pressure to target, the effect changes with header speed. It should be noted that this indicator will tend to destabilize the header. It is useful to construct a non-linear function based on speed that limits lower speeds and amplifies higher speeds. It would probably also be useful to saturate this figure at its maximum value to ensure that this effect does not reduce the required ground force to raise the header to less than zero (which will cause the header to continue accelerating as it travels upward until it reaches fully raised position).
Показатель ускорения относится к инерции системы. За счет усиления ускорений контроллер может уменьшить реальную инерцию жатки для содействия ее реакции на входные усилия, как если бы она весила меньше. Однако на практике взятие числовой второй производной от ввода датчика по существу зашумлено, так что возможность реализации этого ограничена. Тем не менее по-прежнему имеет смысл включить показатель, который связывает целевое давление непосредственно с ускорением жатки в некоторой степени. Хотя первоначально используется одна постоянная, этот показатель может быть разделен на два параметра: один для управления влиянием положительных ускорений и один для управления влиянием отрицательных ускорений.The acceleration rate refers to the inertia of the system. By increasing acceleration, the controller can reduce the actual inertia of the header to help it respond to input forces as if it weighed less. In practice, however, taking the numeric second derivative from the sensor input is substantially noisy, so this is limited in scope. However, it still makes sense to include a metric that links target pressure directly to header acceleration to some extent. Although initially one constant is used, this metric can be divided into two parameters: one to control the influence of positive accelerations and one to control the influence of negative accelerations.
Положительные ускорения относятся к тому, когда усилие на землю увеличивается, и жатка начинает подниматься, или, когда жатка ударяется о землю после падения. Для того чтобы жатка могла удерживаться после ее приземления, были использованы положительные ускорения для уменьшения целевого давления контроллера в некоторой степени. Это кратковременно утяжеляет жатку при контакте с землей, предотвращая ее подпрыгивание. Это также имеет эффект, заключающийся в том, что жатка становится несколько тяжелее при первой попытке подъема. Однако, поскольку ускорение жатки, ударяющейся о землю, заметно больше, чем входное ускорения при подъеме жатки, эффект более заметен в случае удара.Positive acceleration refers to when the force on the ground increases and the header begins to rise, or when the header hits the ground after falling. In order for the header to be held after landing, positive accelerations were used to reduce the target controller pressure to some extent. This briefly makes the header heavier on contact with the ground, preventing it from bouncing. This also has the effect of making the header somewhat heavier the first time it is lifted. However, since the acceleration of the header hitting the ground is noticeably greater than the input acceleration when lifting the header, the effect is more noticeable in the event of an impact.
Отрицательные ускорения относятся к тому, когда жатка замедляется во время подъема и начинает опускаться. Для того, чтобы предотвратить зависание жатки, также используются отрицательные ускорения для уменьшения целевого давления жатки, что кратковременно утяжеляет ее, и, следовательно, снижает вероятность зависания. Если начать уменьшать скорость подъема жатки, она начнет становиться тяжелее.Negative acceleration refers to when the header decelerates during a lift and begins to lower. In order to prevent the header from hanging, negative acceleration is also used to reduce the target header pressure, which makes the header temporarily heavier and therefore less likely to hang. If you start to slow down the header lift speed, it will start to get heavier.
Можно построить нелинейные уравнения, которые используют состояния положения, скорости и ускорения движения (а также другие переменные, например, скорость относительно земли, высоту срезания и т.д.) для широкой настройки динамического ответа системы.Nonlinear equations can be constructed that use the states of position, speed, and acceleration (as well as other variables such as ground speed, cutting height, and so on) to broadly customize the dynamic response of the system.
Быстрое и точное преобразование целевого давления структуры управления в выходное плавающее усилие системы важно для оптимизации ответа системы. Хотя PID-структура с обратной связью довольно эффективна при воспроизведении целевого давления, более продвинутые технологии управления могут способствовать дополнительному улучшению этого ответа. Может быть использовано включение справочной таблицы без обратной связи и понижение PID-контроллера до корректирующего коэффициента. Можно уменьшить влияние запаздывания клапана путем обеспечения кратковременных выбросов текущего выхода для соленоида, чтобы помочь ему быстрее изменять направления.Fast and accurate conversion of the target pressure of the control structure to the output float force of the system is essential to optimize the system's response. While the PID feedback structure is quite effective in reproducing target pressure, more advanced control technologies can further improve this response. An open loop lookup table and a PID controller down to a correction factor can be used. It is possible to reduce the effect of valve lag by providing short bursts of current output to the solenoid to help it change directions faster.
Надежное и стабильное измерение положения, скорости и ускорения цилиндра требуется для оперативного управления динамикой плавающего перемещения без добавления нестабильности. Желательно, чтобы эти вычисления обеспечивали чистый сигнал с минимальным запаздыванием. В текущей конфигурации все вычисления связаны с периодом подмешивания независимо от того, активно ли подмешивание фактически. Может быть целесообразным переход к двум разным вычислениям: одному, когда подмешивание активно, и одному, когда оно не активно. Это может содействовать обеспечению более высокой отзывчивости в ситуациях, когда шум, обусловленный подмешиванием, не должен учитываться.Reliable and stable measurement of the position, velocity and acceleration of the cylinder is required for operational control of the floating dynamics without adding instability. It is desirable that these calculations provide a clean signal with minimal latency. In the current configuration, all calculations are related to the blending period, regardless of whether blending is actually active. It may be advisable to switch to two different computations, one when mixing is active and one when it is not active. This can help provide better responsiveness in situations where mixing noise should be ignored.
Гидравлическая плавающая система, описанная в настоящем документе, обеспечивает плавающую систему, которая является более отзывчивой и имеет улучшенную способность огибания рельефа земли и меньшее усилие на землю. Система основана на использовании электронного контроллера и обратной связи от датчиков для принятия решения о том, какое давление должно подаваться в гидравлический плавающий цилиндр. Затем это давление подается с использованием пропорционального клапана снижения/сброса давления на основе выходного сигнала от контроллера. Полученная система обеспечивает широко настраиваемое гидравлическое давление (и, следовательно, усилие), обеспечиваемое плавающей системой. Это позволяет плавающей системе регулировать усилие, обеспечиваемое плавающей системой, для уменьшения эффектов трения в системе, а также принципиального изменения динамики перемещения жатки.The hydraulic float system described in this document provides a float system that is more responsive and has improved ground contouring ability and less ground force. The system relies on an electronic controller and sensor feedback to decide how much pressure should be applied to the hydraulic floating cylinder. This pressure is then applied using a proportional pressure reduction / relief valve based on an output from the controller. The resulting system provides a highly customizable hydraulic pressure (and therefore force) provided by the floating system. This allows the floating system to adjust the force provided by the floating system to reduce the effects of friction in the system, as well as fundamentally change the dynamics of the header movement.
Вернемся к Фиг. 6, на которой показан график работы системы для изменения усилия на землю в ответ на перемещение жатки.Returning to FIG. 6, which shows a graph of the system for varying ground force in response to header movement.
Как показано, обеспечена промежуточная область или центральная зона, которая действует как зона нечувствительности, в которой не применяется никаких изменений усилия на землю, как обозначено ссылочной позицией 91, в ответ на изменения высоты жатки, обнаруживаемые датчиками 120, 121, описанными выше, которые определяют положения цилиндров. На каждом конце 92, 93 центральной зоны усилие на землю увеличивается с заданного значения 95, как обозначено ссылочными позициями 95, 96 на линейной шкале, прямо пропорционально высоте земли. Следует отметить, что усилие на землю увеличивается как при увеличении высоты относительно номинальной базовой высоты, обозначенной ссылочной позицией 0, так и при уменьшении высоты. Темп увеличения усилия на землю при подъеме жатки, как показано ссылочной позицией 96, больше, чем при опускании жатки, как показано ссылочной позицией 95. Темпы увеличения могут быть адаптированы для обеспечения отклика жатки на перемещение, который наилучшим образом поддерживает жатку в контакте с землей. Темпы могут быть линейными, как показано. Темпы могут быть более сложными, включающими участки, определяемые скоростью и/или ускорением жатки при ее перемещении вверх или вниз. Предпочтительно, что темп увеличения направленного вниз усилия со стороны подъема центральной зоны больше, чем со стороны опускания, так как подъемное действие часто обусловлено столкновением с препятствием, так что оно более агрессивно или интенсивно при перемещении, требующем большего отклика плавающей системы путем уменьшения подъемного усилия.As shown, an intermediate region or center zone is provided that acts as a dead zone in which no changes in ground force are applied, as indicated by
Центральная зона или зона 91 нечувствительности может быть нулевой или может представлять собой точку на центральной линии 0, или она может иметь конечную протяженность, чтобы позволять небольшие изменения высоты до введения изменения плавающего режима для уменьшения подъемного усилия, вызывающего увеличение усилия на землю. Длина центральной зоны 91, а также коэффициент 95, 96 пропорциональности могут регулироваться программой.The center zone or
Следует понимать, что традиционная наклонная камера традиционного уборочного комбайна зерноуборочной системы обычно включает в себя центрирующую систему, в которой наклонная камера постоянно поднимается и опускается колеблющимся образом, пытаясь поддерживать высоту опоры жатки на наклонной камере на средней высоте плавающего перемещений. То есть центральная точка постоянно меняется, когда наклонная камера пытается поддерживать высоту плавания жатки в середине диапазона плавающего перемещения. Однако промежуточная область центральной зоны обычно находится посередине между верхним и нижним пределами плавающего перемещения. В типичной системе плавающее перемещение может составлять порядка 6 дюймов (15,24 см) в любом направлении от центральной точки. Подходящая зона нечувствительности может составлять от 1 до 2 дюймов (от 2,54 до 5,08 см), чтобы режущий аппарат мог совершать плавающее перемещение вверх и вниз на это расстояние без изменения подъемного усилия.It will be appreciated that the traditional feeder house of a traditional combine harvester system typically includes a centering system in which the feeder house is continuously raised and lowered in an oscillating manner in an attempt to maintain the header height on the feeder house at mid-float height. That is, the center point is constantly changing as the feeder house attempts to maintain the header float height in the middle of the float range. However, the intermediate area of the center zone is usually halfway between the upper and lower float limits. In a typical system, floating movement can be in the order of 6 inches (15.24 cm) in any direction from the center point. A suitable deadband can be 1 to 2 inches (2.54 to 5.08 cm) so that the cutterbar can float up and down that distance without changing the lift.
Увеличение усилия на землю достигается в устройстве, показанном на Фиг. 3, за счет уменьшения давления в цилиндрах, действующих для подъема жатки, для уменьшения подъемного усилия. В устройстве, показанном на Фиг. 4, увеличение усилия на землю достигается за счет увеличения противодавления с задней стороны цилиндра относительно постоянного подъемного усилия, обеспечиваемого со стороны подъема цилиндра.An increase in the ground force is achieved in the device shown in FIG. 3 by decreasing the pressure in the cylinders acting to raise the header to reduce the lifting force. In the device shown in FIG. 4, the increase in ground force is achieved by increasing the back pressure from the rear of the cylinder relative to the constant lifting force provided by the lift of the cylinder.
Как показано на Фиг. 7, обеспечена система, подобная системе, показанной на Фиг. 4, в которой подъемное усилие, превышающее усилие, необходимое для подъема жатки, обеспечивается гидравлическим цилиндром 96, и ему противодействует второй цилиндр 97, причем давление второго цилиндра 97 действует в направлении вниз против подъемного усилия от цилиндра 96 и регулируется клапанами 18, 20, как описано выше, под управлением контроллера 28.As shown in FIG. 7, a system similar to that shown in FIG. 4, in which a lifting force in excess of the force required to raise the header is provided by a
Как показано на Фиг. 8, обеспечена система, подобная системе, показанной на Фиг. 4, в которой подъемное усилие, превышающее усилие, необходимое для подъема жатки, обеспечивается гидравлическим цилиндром 96, и ему противодействует механическое пружинное устройство 98, причем усилие пружины, создаваемое пружиной 98, регулируется механической системой 981 под управлением контроллера 28.As shown in FIG. 8, a system similar to that shown in FIG. 4, in which the lifting force in excess of the force required to raise the header is provided by a
Таким образом, система может проходить следующие этапы:Thus, the system can go through the following stages:
Этап 1: В обоих аккумуляторах 200 и 60 нет масла.Stage 1: There is no oil in both
Этап 2: Зарядка нижнего аккумулятора для отрыва жатки от земли путем добавления масла из зарядного контура. Заданное давление в нижнем аккумуляторе обычно составляет 1500-2400 фунтов на квадратный дюйм (10,34-16,55 МПа) в зависимости от веса жатки. После этого давление в нижнем аккумуляторе поддерживается на фиксированном значении.Step 2: Charge the lower battery to lift the header off the ground by adding oil from the charging circuit. Lower accumulator set pressure is typically 1500-2400 psi (10.34-16.55 MPa) depending on header weight. After that, the pressure in the lower accumulator is maintained at a fixed value.
Этап 3: Зарядка верхнего аккумулятора 60 маслом. Добавление масла из внешнего зарядного контура. Давление поддерживается на значении 1100-2400 фунтов на квадратный дюйм (7,58-16,55 МПа) с использованием контура привода полотенного транспортера и/или зарядных клапанов.Step 3: Charge the top 60 battery with oil. Adding oil from an external charging circuit. Pressure is maintained at 1100-2400 psi (7.58-16.55 MPa) using the draper drive circuit and / or charge valves.
Этап 4: Определение заданного значения плавающего перемещения. Подача команды PPR-клапану для увеличения давления до тех пор, пока жатка не опустится до упора. Давление в нижнем аккумуляторе увеличилось за счет нагнетания масла в нижний аккумулятор 200. Когда жатка опустилась до упора, следует запомнить это давление в качестве заданного значения для плавающего перемещения.Step 4: Determination of the setpoint value for the floating position. Commands the PPR valve to increase pressure until the header is fully lowered. Lower accumulator pressure has increased by pumping oil into
Этап 5: Режим плавания активен. Регулировка давления с использованием PPR-клапана 18, 20 для уравновешивания веса жатки и поддержания желаемого усилия на землю. Необходимое давление зависит от положения в диапазоне плавающего перемещения. Периодическое добавление масла по мере необходимости из источника давления, например, из контура привода полотенного транспортера. Обычно варьируется от 1000 до 3000 фунтов на квадратный дюйм (6,89-20,68 МПа). Нижняя система остается закрытой. Масло подается в аккумулятор 200 и из него при плавающем перемещении жатки вниз и вверх. Давление варьируется в зависимости от положения плавания. Давление газа в зависимости от аккумулятора (без учета изменений температуры). Мы можем вычислить, какое давление должно быть в нижнем аккумуляторе, основываясь на датчике положения на основе объема масла в аккумуляторе. Следовательно, мы можем отслеживать давление и поддерживать его в пределах диапазона допуска для компенсации утечки, изменений температуры и т.д. Это выполняется лишь периодически и только для компенсации утечки, изменений температуры и т.д.Stage 5: Swimming mode is active. Pressure adjustments using
Клапан снижения/сброса давления (PRR) регулирует давление от 0 до 820 фунтов на квадратный дюйм (0-5,65 МПа) на основе требований системы. Верхний аккумулятор 60 представляет собой резервуар для хранения для немедленного ответа. Он подает давление как в систему LH, так и в систему RH. Датчик положения определяет выдвижение цилиндра с каждой стороны. Нижний аккумулятор установлен на фиксированное давление и поддерживается относительно положения плавания. Каждая сторона имеет свой собственный аккумулятор.The Pressure Reducing / Relieving (PRR) valve regulates pressure from 0 to 820 psi (0-5.65 MPa) based on system requirements. The
Такое устройство позволяет системе применять «жесткость пружины» в отношении системы, которая может добавлять давление на верхнюю сторону цилиндра, искусственно утяжеляя жатку при плавающем перемещении вверх.This arrangement allows the system to apply "spring rate" to the system, which can add pressure to the top of the cylinder, artificially weighting the header as it floats upward.
Система действует для определения положения цилиндра, на основе которого она получает скорость и ускорение жатки. На основе этого система определяет, была ли жатка поднята землей, или это усилие рассеялось. Если жатка больше не ускоряется вверх (то есть она утратила контакт с землей), система действует для добавления давления в верхней части цилиндра и заставляет ее опуститься на землю.The system works to determine the position of the cylinder, from which it derives header speed and acceleration. Based on this, the system determines if the header has been lifted by the ground or if this force has dissipated. If the header no longer accelerates upward (that is, it has lost contact with the ground), the system acts to add pressure to the top of the cylinder and force it to drop to the ground.
Система может добавлять «подмешивание» в верхней части цилиндра для поддержания уплотнений поршня/штока в постоянном движении для уменьшения эффекта гистерезиса.The system can add "blend" to the top of the cylinder to keep the piston / rod seals in constant motion to reduce the hysteresis effect.
Вернемся к конструкции, показанной на Фиг. 9, она включает в себя все компоненты, подробно описанные выше для управления подъемными усилиями в конструкции. Машина для уборки сельскохозяйственной культуры, в этом случае жатка 104, установленная на уборочном комбайне 63, показана лишь схематически.Returning to the structure shown in FIG. 9, it includes all the components detailed above for controlling the lifting forces in the structure. A crop harvesting machine, in this case a
Рама в этом варианте осуществления имеет первый или центральный участок 64 рамы и второй или боковой участок 65 рамы, соединенный с центральным участком с помощью шарнира 66, так что боковая рама может шарнирно поворачиваться вверх и вниз в ответ на изменения рельефа земли за счет внешнего конца 67 боковой рамы, перемещающегося вверх и вниз. То есть центральный участок рамы шарнирно соединен на шарнире 66 с боковым участком рамы вокруг оси, в общем параллельной направлению движения транспортного средства вперед, для поворотного перемещения вверх и вниз.The frame in this embodiment has a first or
Каждый из центрального и бокового участков рамы имеет обрабатывающий сельскохозяйственную культуру компонент 114, включающего в себя взаимодействующую с сельскохозяйственной культурой систему, содержащую режущий аппарат, и по меньшей мере один взаимодействующий с землей компонент 128 для обеспечения поддерживающего усилия от земли, как описано выше. Эти компоненты не показаны на схематической иллюстрации на Фиг. 9. Следует понимать, что обычно также имеется второй боковой участок рамы, симметричный первому и установленный симметричным образом, как описано в настоящем документе.Each of the center and side frame portions has a
Для поддержания центрального участка 64 рамы относительно транспортного средства 63 обеспечено первое поддерживающее устройство 68. Это поддерживающее устройство включает в себя цилиндр 69, соединенный в верхней части с элементом рамы комбайна, обеспеченным в передней части наклонной камеры (не показана), а в нижней части со звеном 108, которое продолжается вперед до подъемного соединения 70 под центральным участком жатки. Боковой участок 65 удерживается от поворотного перемещения вниз к земле поддерживающим устройством 68A, включающим в себя дополнительный цилиндр 71, присоединенный между соединением 72 на центральном участке и соединением 73 на боковом участке на внутреннем конце бокового участка для удержания бокового участка под требуемым углом относительно шарнира 66.A
Цилиндры 69 и 71 имеют конструкцию и принцип работы, как показано и описано в отношении Фиг. 4.
То есть центральный участок 64 поддерживается на двух цилиндрах 69, имеющих конструкцию и принцип работы, как у цилиндров 116 и 117, один из которых показан ссылочной позицией 69 на Фиг. 9. Цилиндр 71 бокового участка имеет такую же конструкцию и принцип работы, как у одного из цилиндров 116, 117. Как показано на Фиг. 9, цилиндр 69 центрального участка работает во взаимодействии с цилиндром 71 бокового участка.That is, the
Симметрично другой поддерживающий цилиндр для центрального участка работает во взаимодействии с цилиндром второго бокового участка, но они не показаны и не описаны, поскольку они симметричны компонентам 69 и 71.The symmetrically different center section support cylinder works in cooperation with the second side section cylinder, but they are not shown or described since they are symmetrical to
Поддерживающие цилиндры 69 и 71 работают так, что часть поддерживающего усилия для уравновешивания веса обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента обеспечивается подъемным усилием от поддерживающего устройства, а оставшаяся часть обеспечивается взаимодействующим с землей компонентом за счет давления на землю. Выше четко описано, что цилиндры 69 и 71 работают таким образом в отношении участков 64 и 65.The
Цилиндр 69 включает в себя поршень 74, делящий цилиндр на нижнюю и верхнюю камеры 74A, 74B. Цилиндр 71 включает в себя поршень 75, делящий цилиндр на отдельные камеры 75A, 75B.
Таким образом, первое поддерживающее устройство 68 включает в себя первый гидравлический плавающий цилиндр 69 и первую гидравлическую систему, в целом обозначенную ссылочной позицией 76. Система 76 включает в себя первый участок 76A, подающий гидравлическую текучую среду под давлением в камеру 74A, и второй участок 76B, подающий гидравлическую текучую среду под давлением в камеру 74B.Thus, the
Второе поддерживающее устройство 68A включает в себя второй гидравлический плавающий цилиндр 71 и вторую гидравлическую систему, в целом обозначенную ссылочной позицией 80. Система 80 включает в себя первый участок 76A, который является общим для обоих цилиндров 69 и 71, подающий гидравлическую текучую среду под давлением в камеру 75A, и второй участок 80B, подающий гидравлическую текучую среду под давлением в камеру 75B.The second support device 68A includes a second hydraulic floating
Участок 76A, который является общим для камер 74A и 75A, включает в себя аккумулятор 761, заряженный до требуемого давления зарядной системой 770, датчик 762 давления, запорный клапан 763, путь 764 к камере 74A и путь 765 к камере 75A.
Участок 76B для камеры 74B включает в себя аккумулятор 766, PPRR-клапан 767, датчик 768 давления и путь 769 к камере 74B.
Участок 80B для камеры 75B включает в себя аккумулятор 766, PPRR-клапан 801, датчик 802 давления, запорный клапан 803 и путь 804 к камере 75B.
Общий аккумулятор 761 для камер 74A и 75A служит для зарядки этих камер до подъемного давления, превышающего требуемое подъемное давление. Аккумулятор заряжен до заданного давления, как описано выше.A
PPRR-клапаны 767 и 801 работают, как описано выше в отношении камер 74B и 75B.
Электронная система 81 управления принимает входные сигналы от датчиков 82 и 83 положения, определяющих положения перемещения цилиндров 69 и 71. Система 81 управления обеспечивает выходные сигналы для управления PPR-клапанами 767 и 801 и зарядной системой 770.
Как описано выше, цилиндры 69 и 71 обеспечивают подъемное усилие со стороны поршней 74 и 75, определяемое камерами 74A и 75A, которое установлено на требуемое значение зарядной системой 761 и поддерживаться на заданном значении, и регулируется только для предотвращения отклонения. Противодавление обеспечивается PPRR-клапанами 767 и 801 в камерах 74B и 75B под управлением системы 81 управления с использованием операций и алгоритмов, описанных выше.As described above,
Таким образом, система 81 управления действует для подачи сигнала управления для изменения давления по меньшей мере первой гидравлической системы 76 путем управления клапаном 767 для изменения противодавления в камере 74A, для этого система 81 управления принимает сообщение от датчика 83 положения на втором поддерживающем устройстве 68A, так что поворотное перемещение бокового участка рамы относительно центрального участка рамы изменяет давление в первой гидравлической системе центрального участка.Thus, the
Так же, как показано, система 81 управления принимает сообщение как от датчика 82 положения на первом поддерживающем устройстве, так и от датчика 83 на втором поддерживающем устройстве для изменения давления как в первой, так и во второй гидравлических системах на клапанах 767 и 801.Also, as shown, the
Как описано выше, клапан 767 имеет характеристику, заключающуюся в том, что клапанное устройство действует для поддержания давления гидравлической текучей среды в камере 74B на постоянном значении в зависимости от сигнала управления от системы 81 управления. При необходимости симметрично и под другим давлением клапан 801 имеет характеристику, заключающуюся в том, что клапанное устройство действует для поддержания давления гидравлической текучей среды в камере 75B на постоянном значении в зависимости от сигнала управления от системы 81 управления во время изменений объема камеры, вызванных перемещением поршня.As described above, the
Первая гидравлическая система содержит первую систему 76A подъемного давления, выполненную с возможностью приложения давления к стороне поршня 74 в цилиндре 69 в направлении подъема обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента, причем давление обеспечивает подъемное усилие, превышающее требуемое подъемное усилие, и систему 76B прижимного давления для приложения прижимного давления в направлении опускания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента и приложения давления на землю. Вторая гидравлическая система 80 содержит вторую систему подъемного давления, образованную общей системой 76A, выполненную с возможностью приложения давления к стороне поршня 75 во втором цилиндре 81 в направлении подъема обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента, и вторую систему 80 прижимного давления для приложения прижимного давления в направлении опускания обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента и приложения давления на землю.The first hydraulic system comprises a first
Электронная система управления работает для изменения первой и второй систем прижимного давления, но не первой и второй систем подъемного давления, которые остаются постоянными, как установлено зарядной системой 770.The electronic control system works to change the first and second lift pressure systems, but not the first and second lift pressure systems, which remain constant as set by the 770 charging system.
Первая и вторая системы подъемного давления, образованные общей системой 76A, включают в себя общий аккумулятор 761 так, что сгибание бокового участка рамы вниз подает дополнительную текучую среду из камеры 75A в камеру 74A цилиндра 69 для приложения дополнительного подъемного давления к центральному участку рамы, и так, что сгибание второго участка рамы вверх извлекает текучую среду из цилиндра первой гидравлической системы для приложения меньшего подъемного давления к первому участку рамы.The first and second lift pressure systems formed by the
Как описано выше и показано на Фиг. 6, система 81 управления выполнена с возможностью изменения давления в камере 74A цилиндра 69 так, что подъемное усилие уменьшается как при плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вверх из промежуточного положения плавания, так и при плавающем перемещении обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента вниз из промежуточного положения плавания.As described above and shown in FIG. 6,
Как описано выше, система 81 управления выполнена с возможностью генерации значения, указывающего ускорение и/или скорость обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента при указанном плавающем перемещении вверх и вниз обрабатывающего сельскохозяйственную культуру компонента, и изменения сигнала управления в ответ на указанное значение ускорения и/или скорости.As described above, the
Фиг. 9 иллюстрирует одну сторону всей системы, причем проиллюстрированные компоненты дублируются для другой стороны жатки, за исключением верхнего аккумулятора 766, так как для всей машины требуется только один такой аккумулятор, и этот аккумулятор имеет достаточное давление и расход для питания всех четырех PPRR-клапанов.FIG. 9 illustrates one side of the overall system, with the illustrated components duplicated on the other side of the header, except for the
В этом варианте осуществления обеспечен один аккумулятор 761, который используется для обеспечения давления для плавающего перемещения всей стороны жатки и плавающего перемещения боковой части. Цилиндры могут иметь такой размер, что давление, требуемое для каждой из этих функций (плавающее перемещение и сгибание), может быть по существу одинаковым, так что давления управления от двух PPRR-клапанов 767 и 801 могут быть одинаковыми.In this embodiment, a
При использовании этого варианта осуществления, когда боковая часть совершает плавающее перемещение вверх, давление в нижнем аккумуляторе 761 будет естественным образом снижаться, так как масло будет выходить из аккумулятора для подъема боковой части, что приведет к естественному уменьшению подъемного усилия плавающего цилиндра 69 даже до изменения давления на верхней стороне 75B цилиндра с помощью PPRR-клапана. Это представляет собой желаемый эффект, хотя и не обязательный, поскольку система может обеспечить это управление полностью с помощью PPRR-клапана. То есть в альтернативном устройстве (не показано) аккумулятор 761 разделен на два отдельных аккумулятора со своими заданными давлениями, причем каждый из них заряжает камеры 74A и 75A соответственно, в результате чего эффект, за счет которого камеры 74A и 75A сообщаются для автоматической передачи подъемных усилий, больше не используется и полностью заменяется управлением противодавлением в камерах 74B и 75B.With this embodiment, when the side portion is floating upwardly, the pressure in the
Показанные запорные клапаны 763 и 803 предназначены для фиксации сгибания и плавающего перемещения в фиксированном положении для использования при отсоединении жатки от комбайна и/или для транспортировки.
Claims (47)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CA2017/051496 WO2019113672A1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Crop machine with an electronically controlled hydraulic cylinder flotation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749775C1 true RU2749775C1 (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=66818842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121801A RU2749775C1 (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Agricultural harvesting machine with floating system on hydraulic cylinders with electronic control (options) |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3723469B1 (en) |
BR (1) | BR112020011604A2 (en) |
CA (1) | CA3072647C (en) |
RU (1) | RU2749775C1 (en) |
WO (1) | WO2019113672A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822739C1 (en) * | 2024-02-16 | 2024-07-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | System for changing frequency of natural oscillations of sections of tillage tool |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11497164B2 (en) * | 2019-10-22 | 2022-11-15 | Cnh Industrial America Llc | Header suspension for pivoting header of combine harvester |
BR112022017995A2 (en) * | 2020-03-16 | 2022-10-25 | Cnh Ind America Llc | CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURAL COLLECTOR |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1319788A1 (en) * | 1986-02-07 | 1987-06-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства | Arrangement for vibration-insulating a pendulum system of mounting harvesting apparatus |
RU2118879C1 (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-20 | Новосибирский государственный аграрный университет | Grain combine header |
WO2007106300A2 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-20 | Deere & Company | Lockout for float arms in a cutting platform of an agricultural harvesting machine |
RU2511231C2 (en) * | 2008-09-26 | 2014-04-10 | КЛААС Зельбстфаренде Эрнтемашинен ГмбХ | Self-propelled harvester |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5005343A (en) * | 1988-06-22 | 1991-04-09 | Macdon Industries Ltd. | Header for a combine harvesting machine |
US9668412B2 (en) * | 2015-05-01 | 2017-06-06 | Deere & Company | Harvesting head height control circuit |
CA2983795C (en) * | 2016-06-21 | 2018-06-19 | Macdon Industries Ltd. | Crop harvesting machine with variable header float |
-
2017
- 2017-12-11 RU RU2020121801A patent/RU2749775C1/en active
- 2017-12-11 CA CA3072647A patent/CA3072647C/en active Active
- 2017-12-11 BR BR112020011604-1A patent/BR112020011604A2/en not_active Application Discontinuation
- 2017-12-11 WO PCT/CA2017/051496 patent/WO2019113672A1/en unknown
- 2017-12-11 EP EP17934650.7A patent/EP3723469B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1319788A1 (en) * | 1986-02-07 | 1987-06-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства | Arrangement for vibration-insulating a pendulum system of mounting harvesting apparatus |
RU2118879C1 (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-20 | Новосибирский государственный аграрный университет | Grain combine header |
WO2007106300A2 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-20 | Deere & Company | Lockout for float arms in a cutting platform of an agricultural harvesting machine |
RU2511231C2 (en) * | 2008-09-26 | 2014-04-10 | КЛААС Зельбстфаренде Эрнтемашинен ГмбХ | Self-propelled harvester |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822739C1 (en) * | 2024-02-16 | 2024-07-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | System for changing frequency of natural oscillations of sections of tillage tool |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3723469A1 (en) | 2020-10-21 |
CA3072647A1 (en) | 2019-06-20 |
CA3072647C (en) | 2022-04-19 |
EP3723469B1 (en) | 2024-03-27 |
WO2019113672A1 (en) | 2019-06-20 |
BR112020011604A2 (en) | 2020-12-08 |
EP3723469A4 (en) | 2021-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11564350B2 (en) | Crop machine with an electronically controlled hydraulic cylinder flotation system | |
US10617059B2 (en) | Crop machine with an electronically controlled hydraulic cylinder flotation system | |
EP3259974B1 (en) | Crop machine with an electronically controlled hydraulic cylinder flotation system | |
US11432462B2 (en) | Crop harvesting machine with variable header float | |
RU2762837C1 (en) | Machine for harvesting agricultural crops with a floating system on hydraulic cylinders with electronic control | |
RU2749775C1 (en) | Agricultural harvesting machine with floating system on hydraulic cylinders with electronic control (options) | |
CA2983795C (en) | Crop harvesting machine with variable header float | |
AU2019202982B2 (en) | Crop machine with an electronically controlled hydraulic cylinder flotation system | |
AU2019202983B2 (en) | Crop machine with an electronically controlled hydraulic cylinder flotation system | |
AU2019202981B2 (en) | Crop machine with an electronically controlled hydraulic cylinder flotation system |